Hoe teken, borstelwormen en koude eendenvoetjes de weg kunnen wijzen naar nieuwe materialen

‘Eigenlijk is de mens té succesvol”, zegt Marleen Kamperman, hoogleraar polymeerchemie aan de Rijksuniversiteit Groningen. „We hebben de afgelopen jaren plastics zo goedkoop en resistent gemaakt dat ze nooit meer weggaan. Ze pleit voor een nieuwe koers voor haar vakgebied dat draait om materiaalontwikkeling.

„Hoe kunnen we circulaire materialen maken? En wat kunnen we ermee?” Die koers is terug te zien in de grote subsidies die ze de afgelopen jaren kreeg. Voor onderzoek naar milieuvriendelijke bioplastics tot nieuwe, gifvrije bestrijdingsmiddelen. Samen met onder meer het Universitair Medisch Centrum Groningen is ze een project begonnen waarin ze slimme materialen ontwikkelt, zoals een lijm voor COPD-patiënten zonder chemische oplosmiddelen.



„Het mooie is dat als je een materiaal ontwikkelt dat milieuvriendelijk is, het vaak ook geschikt is voor gebruik in het lichaam.” Kamperman haalt haar inspiratie uit de natuur. In haar onderzoek staat steeds een ander dier centraal.

Zo ontwierp ze kleefmaterialen die steeds opnieuw kunnen plakken, gebaseerd op de structuur van gekkopootjes. Handig in alledaagse producten als sporttapes. Ze keek naar mosselen die draden maken om zichzelf vast te zetten aan de zeebodem en naar spinnenwebben.

Sinds een paar jaar is ze gegrepen door de borstelworm. „Mijn cv is opgedeeld in organismen, niet in organisaties.” Waar komt die fascinatie voor de natuur vandaan? „Dat weet ik niet, ik weet wel dat ik het altijd heb gehad.

Al op de basisschool maakte ik werkstukken over paddestoelen en bomen. Tijdens de biologieles op het vwo was ik onder de indruk van mechanismen waarmee een cel eiwitten maakt. Ik weet nog dat ik ontdekte dat een eend koude voetjes heeft zodat hij niet vastvriest aan het ijs.

De rest van zijn lichaam houdt hij warm doordat het koude bloed dat van het pootje terugstroomt, opwarmt door het warme bloed dat van het hart afkomstig is. Dat soort dingen zijn toch fantastisch? Telkens als ik iets nieuws leer over een dier en welke ingenieuze mechanismen hij heeft, wil ik daar meer over weten. En dan begint het denkwerk: wat kan ik ermee?” Was biologie een logischer studiekeuze geweest? „Ik denk dat ik dat heel leuk had gevonden.

Alleen heb ik ook altijd in mijn leven gehad dat ik wil laten zien dat ik moeilijke dingen aankan. Scheikunde leek me moeilijker. Nog steeds zoek ik altijd die uitdaging.

” Kamperman en collega’s hopen een lijm te ontwikkelen die bij COPD-patiënten ernstig beschadigd longweefsel dichtkit, via een bronchoscopie, een slang met camera die via mond of neus in de luchtwegen wordt gebracht. Dit weefsel is vaak gezwollen met veel lucht in de holtes, waardoor het gezonde weefsel in de knel komt. Door het zieke weefsel af te sluiten, verlaat de lucht dat deel en krijgt het gezonde deel van de longen letterlijk meer lucht, is het idee.

Nu wordt dit beschadigde weefsel nog weggesneden tijdens een operatie. Die lijm is gebaseerd op een substantie die de borstelworm gebruikt. Wat is daar zo uniek aan? „Een borstelworm maakt zijn eigen huisje onder water van stukjes schelp of steen en die lijmt hij aan elkaar in een kokertje.

Die lijm produceert hij zelf en bestaat uit eiwitten. In de worm heeft het een heel waterige substantie, maar zodra het uit zijn lichaam komt, hardt het snel uit. Dit komt doordat het in de zee met een andere zuurgraad en ander zoutgehalte in aanraking komt.

Die factoren zorgen ervoor, samen met de interacties tussen de eiwitten, dat de vloeistof van vloeibaar naar vast gaat.” Een menselijk lichaam is geen zoute omgeving. Hoe los je dat op? „Door juist het tegenovergestelde te doen en de lijm zelf heel zout te maken.

Zodra we het injecteren in het lichaam, komt het in een zoutarme omgeving en wil dat zout uit de lijm waardoor hij uithardt. „De lijm moet er ook voor zorgen dat het beschadigde weefsel in elkaar krimpt. Momenteel testen we in dode varkens of het werkt en het ziet er goed uit.

De volgende stap zijn levende proefdieren en pas daarna gaan we in mensen onderzoek doen. Zo’n traject is lang en kostbaar maar we hopen ondertussen ook ideeën op te doen voor slimme materialen.” Heb je al nieuwe ideeën? „Ik denk bijvoorbeeld aan een stent.

Die zijn nu vaak van metaal gemaakt maar dat materiaal past zich niet aan als de ader verandert. Het zou mooi zijn als je een zacht materiaal kan inbrengen dat zich in het lichaam uitvouwt en dat adaptief is aan de bloedvatwand, terwijl het tegelijkertijd genoeg stevigheid geeft.” Bij welk dier heb je dit afgekeken? „Bij een teek.

Die zuigt zich stevig vast in je huid en produceert vervolgens een buisje bestaande uit eiwitten dat hij in je lijf boort en waar hij het bloed doorheen zuigt. Het interessante is dat dit buisje aan de binnenkant nat mag worden en aan de buitenkant redelijk droog is. Bovendien is het flexibel.

” Je zei net dat je graag dingen doet die moeilijk zijn. Stimuleerden jouw ouders je daarin? „Ik ben altijd vrij gelaten in mijn keuzes en heb daarin zelf nooit getwijfeld. Dat is misschien opvallend.

Veel vrouwelijke collega’s in de bèta-wereld hebben vroeger gehoord: wiskunde, is dat niet veel te moeilijk voor een meisje? Ik heb dat nooit meegemaakt, maar werd er ook niet bewust in gestimuleerd.” Je bent gelovig opgegroeid. Welke rol had het geloof in jullie gezin? „Het geloof was sterk aanwezig in ons gezin.

We baden voor het eten en gingen elke zondag naar de kerk. Mijn twee broers, mijn zus en ik gingen naar een christelijke basisschool. Maar het was niet zo streng dat we bijbelverhalen van buiten moesten leren.

Door mijn interesse in de bètavakken op de middelbare school leerde ik bovendien hoe de wereld in elkaar steekt en hierdoor geloofde ik niet meer dat één iemand dat geschapen kon hebben. „Belangrijker was denk ik de moraal die onze ouders voorleefden. Om voor elkaar te zorgen en om te kijken naar mensen die het minder hebben.

Dat doe ik nu nog steeds. Ik merk dat ik in mijn onderzoeksgroep de mensen belangrijker vind dan het onderzoek zelf. Ik wil dat zij groeien en dat het goed met ze gaat.

” Toen je net benoemd was tot hoogleraar scheef je in een column: ‘Ik weet nauwelijks hoe het zit. Regelmatig kloot ik maar wat aan, in de hoop dat er iets goeds uit voortkomt.’ Daar kreeg je veel reacties op.

Waarom denk je? „Veel mensen dachten dat ik het zei omdat ik onzeker was en vonden dat ik – zeker als vrouw – niet zo bescheiden moest zijn. Terwijl ik het juist zei vanuit zelfvertrouwen. We doen allemaal ons best maar een professorstitel betekent niet dat je alles weet.

” Je realiseren wat je niet weet, is de essentie van wetenschap. „Precies. Maar ik denk wel dat dat bij mijn generatie past.

De oude generatie voor mij zag zichzelf misschien meer als orakel; zo van: kom maar bij mij, dan vertel ik je hoe het zit.” Onlangs deed Kamperman in een lezing de oproep aan de aanwezige minister Eppo Bruins (Onderwijs, NSC) om de bezuinigen op de wetenschap tegen te houden. Ze zei dat als ze nu aan het begin van haar carrière zou staan, ze misschien de wetenschap niet meer zou zijn ingegaan.

Waarom is dat? „Er staat veel druk op het systeem. Alles draait om het binnenhalen van onderzoeksgeld. Pas als dat lukt, heb je jezelf bewezen en kun je verder.

De kans dat het lukt wordt alleen steeds kleiner. We zijn in Nederland gewend om met weinig geld hoog kwalitatief onderzoek te moeten leveren. Dat ging lang goed.

Maar als we het nog meer gaan uitknijpen, wordt het gekkenwerk. Dat veroorzaakt veel stress bij jonge onderzoekers, ik zou daar nu niet meer voor kiezen.”.