Naast haar inspanningen op het gebied van outreach, inclusiviteit, diversiteit en hulp aan startende onderzoekers, bouwt adjunct-hoogleraar chemische glycobiologie Marthe Walvoort (38) gestaag aan een carrière gestoeld op suikers: enerzijds de rol van glycanen in bacteriën en anderzijds de suikermoleculen in moedermelk. Ze kreeg in december zowel de Early Career Award van de KNAW als de Athena Award van NWO. Die eerste is volgens de KNAW bedoeld voor ‘onderzoekers in Nederland die aan het begin van hun carrière staan en vernieuwende, originele onderzoeksideeën hebben’. Die tweede gaat uitsluitend naar vrouwelijke wetenschappers en heeft een nadrukkelijk rolmodel-aspect.

Die laatste constatering van de jury is moeilijk aanvechtbaar: tijdens ons gesprek in haar werkkamer op het Stratingh Instituut op de campus van de Rijksuniversiteit Groningen toont Walvoort zich goedlachs met een aanstekelijk enthousiasme. En een vleugje imposter syndrome. Lachend: ‘Ja, dat klopt, dat herken ik heel erg! Terwijl het nergens op slaat. Natuurlijk ben ik trots. Denk ik. Maar ik heb doelen voor mezelf gesteld en daar zijn we nog lang niet. We gaan er zeker komen, dat vertrouwen heb ik wel. Maar wanneer komt het moment dat je echt trots kunt zijn op je prestaties?’

Eerst even over die Athena Award. In een ingezonden brief in C2W | Mens & Molecule hekelde UvA-onderzoeker Monalisa Goswami in 2019 die prijs. Ze schreef: ‘Vrouwen worden continu beoordeeld op vrouwelijke eigenschappen: je hebt aardig onderzoek gedaan, maar hoe zit het met je sociale kant?’ Hoe denk jij daarover?

‘Ik ben het er wel een beetje mee eens, maar de prijs is er natuurlijk voor een combinatie van twee dingen. Waar het de plank een beetje misslaat, is de impliciete suggestie of goed en inspirerend onderzoek doen dan niet genoeg is. Maar met het rolmodel-aspect kan ik me goed identificeren en ik geloof er ook in dat dat nodig is. Ik ben heel blij met deze prijs, hoor.’

‘Misschien moet ik vaker juichen over kleine stapjes wetenschappelijk succes; bij het eerste stapje van mijn kinderen doe ik dat immers ook’

Je bent pas 38 en al associate professor die aansprekend onderzoek doet, met recentelijk twee gewonnen prijzen. Én je hebt vier jonge kinderen. Dat is bijzonder, daar kan ik als interviewer nauwelijks omheen. Maar die constatering is altijd een beetje ongemakkelijk, terwijl er vooral bewondering uit spreekt.

‘En om dat niet te benoemen, is ook niet goed. Veel jonge meiden vragen zich immers af of de combinatie van een academische carrière en het starten van een gezin voor hun haalbaar is, en ik vind het prima om het daarover te hebben. Dát is de winst van zo’n prijs. Daar ben ik graag een rolmodel voor, dat gaat me heel natuurlijk af.’

Dan, luid lachend: ‘En het gaat ook lang niet altijd goed, natuurlijk! Het ís een spannende combinatie die vaak genoeg veel creativiteit vergt. Ook in mijn hoofd was een wetenschapper lange tijd iemand die 24/7 met zijn werk bezig is. Dat is een verouderd beeld, maar daarmee ben ook ik opgevoed. Op het moment dat ik aan een gezin begon, was ik ook echt bang of ik dat wel zou kunnen combineren. En moest ik dat wel willen? Maar zou ik dan met datgene wat ik het liefste doe moeten stoppen omdat ik een gezin wil stichten? Ik kan nu laten zien dat het allebei kan, dus ik vind dat je het er juist wél over moet hebben.’

Maar geldt die worsteling niet ook voor jonge vaders?

‘Ja, ja, natuurlijk! Misschien moet NWO ook een rolmodellenprijs voor jonge vaders in het leven roepen. Vraag maar aan mijn partner wat een uitdaging het ook voor hem is. Hij is ook druk met zijn baan en ambitieus. Het voelt daarom een beetje alsof we die prijs samen hebben gewonnen.’

De andere prijs, de Early Career Award, is wel echt alleen voor je wetenschappelijke prestaties. Hoe kijk je daarnaar?

‘Dat vind ik lastig. Je beweegt je op het grensvlak van wat we weten, dat komt met veel onzekerheden. Wanneer voel je je nou echt zeker over je onderzoek? En als je daar dan een prijs voor krijgt, is mijn eerste reflex, ‘ben ik nu al zo goed dan?’ Ik ga dan aan mezelf twijfelen. Maar misschien is dat een vrouwending.’

Wanneer zou je jezelf dan als ‘succesvol’ bestempelen?

‘Dat heb ik me inderdaad wel eens afgevraagd en het eerste wat bij me opkwam, was ‘als mijn studenten het goed hebben’.’ Ze wijst naar een foto op de muur. ‘Dat zijn mijn eerste twee promovendi, ze zijn eigenlijk nog maar net klaar. Ze hebben allebei inmiddels een mooie baan en dat ik ze daarop voorbereid heb, dát vind ik succes. Het onderzoek zelf is natuurlijk ook belangrijk, maar dat zijn nog zelden grote triomfen en meestal kleine stapjes. Maar misschien moet ik daar vaker over juichen. Bij het eerste stapje van mijn kinderen juich ik immers ook.’

Noem eens een voorbeeld van recent onderzoek waar je trots op bent?

‘Toen ik mijn Veni had aangevraagd, was er net een nieuwe bacteriële glycosylering gevonden die betrokken is bij eiwittranslatie. Als het ribosoom meerdere prolines achter elkaar moet koppelen bij de synthese van een eiwit, loopt het vast. Zo’n polyproline-sequentie is een soort kink voor het ribosoom en het eiwit EF-P is dan nodig om het erdoorheen te trekken. Maar EF-P doet dat alleen als het geglycosyleerd is. In mensen zit er een standaard GlcNAc-suikertje op, maar in deze bacteriën, bijvoorbeeld in Pseudomonas, zit er een rhamnose op een arginine van EF-P. Dat is om twee redenen bijzonder, want mensen glycosyleren geen arginines én we maken geen rhamnose.

Toen dacht ik: daar gaan we remmers voor maken! Dat zou namelijk de eiwitsynthese stoppen en de bacteriën kunnen doden. Want mijn uiteindelijke doel is om die glycosylering te gebruiken als aanknopingspunt voor nieuwe antibiotica.

We bedachten daarvoor een rhamnosyltransferase activity assay. Maar het werkte niet: geen van de tien target peptides die ik had besteld, kreeg een rhamnose. En ja, wat dan? Toen kwam ik Nathaniel Martin tegen op CHAINS en vertelde ik hem hierover. Hij is natuurlijk peptide-expert en we bedachten dat het lineaire peptide dat we gebruikten, misschien wel een lus moest hebben. Die arginine waar de rhamnose op komt, zit namelijk op een β-hairpin van EF-P. Toen heeft zijn aio de cyclisatiereacties gedaan en wij hebben ze getest: schot in de roos! De rhamnosyltransferase herkent dus een secundaire structuur en daar zijn nauwelijks voorbeelden van. Ik vond dat echt prachtig!’

Wat boeit je zo aan de glycochemie?

‘Veel basale aspecten uit de chemie komen samen bij glycochemie, zoals stereochemie, functionele groepen, synthese. En heel veel ontwerp, je moet echt heel goed van tevoren nadenken hoe je een bepaalde suiker wilt maken. En dan de diversiteit: als je alleen al kijkt naar het aantal mogelijkheden op basis van de tien monosachariden die de mens kan maken, dat is echt duizelingwekkend. En dan hebben bacteriën er honderden. Die maken echt compleet andere glycaanstructuren dan mensen, bijvoorbeeld om te hechten aan oppervlakken. Tot voor kort was een eiwit gewoon een eiwit; nu pas realiseren we ons dat daar ook suikers op zitten. Maar wat doen die dan? Dat weten we nog nauwelijks en dat vind ik mateloos interessant. En best uitdagend, want in tegenstelling tot DNA, RNA en eiwitten is er voor glycanen nergens een code te vinden, behalve voor de enzymen die de glycosylering verzorgen.’

Je zegt ‘uitdagend’, maar is het niet gewoon heel erg ingewikkeld, zoals vaak wordt gezegd?

‘Ik vind het vooral heel rewarding. Maar inderdaad, het is best ingewikkeld en daarom lukken dingen vaak niet meteen. Sommige aio’s hebben maanden geworsteld omdat ik dacht dat iets op basis van de literatuur zo te maken was. Maar een jonge PI is een naïeve PI, zeg ik altijd maar.’ Lachend: ‘Daar hebben wel wat aio’s last van gehad.’

Maar een beetje naïviteit is prima voor een onderzoeker, toch?

‘Ja, natuurlijk! We hebben bijvoorbeeld net een mooi artikel gepubliceerd over suikers van Bifido-bacteriën wat eigenlijk uit zo’n naïef startpunt voortkwam. Die bifido’s maken exopolysachariden aan voor hun glycocalyx, de buitenste laag van hun celwand. Na de geboorte wordt een baby snel blootgesteld aan bifido’s, met als gevolg dat onder andere hun darmimmuunsysteem matureert en er tight junctions (stevige verbindingen tussen darmcellen tegen lekkage, red.) ontstaan. Die glycocalyx zou daar wel eens een rol in kunnen spelen. Wij dachten: die exopolysachariden isoleren we wel even en dan gaan we mooie proeven doen naar hun functie. Maar pas drie jaar later hadden we de methode dusdanig geoptimaliseerd dat we ze goed konden isoleren. Het kwam mijn aio echt de neus uit op zeker moment, wéér een proef doen onder anaerobe condities. Wel met een prachtig resultaat, overigens: die exopolysachariden blijken te kunnen beschermen tegen het permeabeler worden van de darmwand als gevolg van antibioticagebruik.’

‘Wanneer voel je je nou écht zeker over je onderzoek?’ 

Een deel van de Athena Award gaat ook over outreach. Je bent veelvuldig te vinden in podcasts, interviews, Youtube-filmpjes.

‘Ja, de bacteriële suikers zijn heel boeiend, maar mijn onderzoekslijn over moedermelksuikers doet het beter in de media. En ik vertel daar graag over, suikers zijn al zo vaak negatief in het nieuws. Er zitten zo’n tweehonderd suikers in moedermelk en die zitten daar niet voor niets. Maar waarom dan wel? Ik begon daar weer lekker naïef mee: die gaan we allemaal maken! Toen bleken er al zeker tientallen gemaakt te zijn met chemo-enzymatische synthese, ook veel in de groep van Geert-Jan Boons. Dus moest ik mijn plannen aanpassen en realiseerde ik me dat ik het eigenlijk veel interessanter vind om te kijken wat die suikers nou gezond maakt: welke structurele elementen in zo’n moedermelksuiker zorgen ervoor dat je een bepaald gewenst effect krijgt?’

Dat is best een grote onderzoeksvraag voor tweehonderd suikers.

‘Dat valt mee, want de meeste moedermelksuikers bestaan uit eenzelfde backbone van alternerend galactose en GlcNAc. Daaraan zitten modificaties als fucose en siaalzuur. We bedachten daarom dat de functionele verschillen misschien komen door die decoraties. Van dat punt zijn we gestart, door een cyclodextrine als basis te gebruiken, daar modificaties aan te hangen en assays te doen. Zo hopen we een blauwdruk van een gezonde suiker te vinden.’

En betere poedermelk te maken, neem ik aan.

‘Niet per se. De discussie moedermelk/poedermelk ligt gevoelig en is heel complex, maar feit is natuurlijk dat de suikersamenstelling in moedermelk en kunstvoeding op basis van koemelk sterk verschilt. Uit koemelk komen maar weinig suikers mee. Alternatieve suikers, zoals FOS en GOS (fructo- en galacto-oligosachariden, red.), worden nu veelal toegevoegd aan babypoeder en die nemen wat van de prebiotische functies van natuurlijke moedermelksuikers over, bijvoorbeeld in de ontwikkeling van de darm.’

Maar je echte doel is dus uitzoeken wat een suiker gezond maakt?

‘Ik ben gewoon heel benieuwd hoe we gezondere suikers kunnen maken. Stel dat je het microbioom in de darm kunt verbeteren met gezonde suikers, dat zou toch prachtig zijn? We weten immers al dat glycanen een rol spelen in de ontstekingsrespons in de darm van pasgeborenen. Misschien kunnen we een chronische ontsteking van de darm, zoals bij colitis ulcerosa, ooit wel behandelen met gezonde suikers. Dat is echt een droom.’

Tot slot nog even terug naar dat archaïsche beeld van de wetenschapper die alleen leeft voor zijn werk. Hoe zorgen we dat wetenschappers ook op een andere manier de top halen?

‘Zeker als je wilt dat meer vrouwen op hoogleraarposities belanden, zul je moeten accepteren dat af en toe de rem erop gaat. Zwangerschapsverlof, jonge kinderen thuis, maar ook de druk eraf halen als iemand niet lekker in zijn of haar vel zit. Tijdens mijn tenure track-beoordeling in december 2020 gingen we weer in lockdown en was het duidelijk dat corona nog langer ging duren. De faculteit bood de optie om mijn beoordeling uit te stellen, maar dat wilde ik liever niet. Als je na vijf jaar nog niet kunt inschatten of ik een goede academicus ben, dan maken die zes extra maanden ook niet meer uit. Het systeem werkt zo dat mijn succes mede afhankelijk is van het succes van mijn aio’s. Maar ik ga hen niet onder druk zetten om harder te werken omdat ík anders de criteria niet haal. Dan ga ik wel wat anders doen.’ Lachend: ‘Ik heb in die zin wel Russische roulette gespeeld, maar het is goed uitgepakt.’

Daar heb je wel een directie voor nodig die hier op een moderne manier naar kijkt.

‘Het Stratingh Instituut en in het bijzonder onze afdeling is hier al wel heel goed in. Er is veel begrip en flexibiliteit. Ik kreeg zes jaar geleden zelfs een postdoc toegewezen op het moment dat mijn lab moest worden opgezet en ik met zwangerschapsverlof thuis zat. Dat heeft in het begin echt in positieve zin het verschil gemaakt. En dan kom ik toch weer op het belang van rolmodellen. Adri (Minnaard, haar afdelingshoofd, red.) heeft ook vier kinderen! Daarom vind ik het belangrijk om het er wél over te hebben. Het heeft mij enorm geholpen om te komen waar ik nu ben.’