Abhijeet Pataskar wint Antoni van Leeuwenhoek prijs 2022 met ontdekking ‘onmogelijk’ eiwit

Gek genoeg speelden honden en katten een kleine rol bij de totstandkoming van die ontdekking. De eerste stappen op weg naar zijn succesvolle carrière zette Pataskar namelijk als tiener met een computerproject, waarbij hij een algoritme leerde om foto’s van de twee populaire huisdieren te herkennen. “Destijds was ik al nieuwsgierig naar de mogelijkheden van machine learning. Ik vroeg me af: zou ik een computer kunnen leren om honden en katten te onderscheiden op foto’s?“

Close-up van kat

Met die vraag in zijn achterhoofd begon Abhijeet Pataskar te programmeren in zijn vrije tijd. En met succes. Hij ontwikkelde een algoritme dat de twee soorten huisdieren met grote nauwkeurigheid kon herkennen op foto’s. “Je kon een foto invoeren, en dan vertelde het algoritme je of er een hond of kat op stond. Het maakte niet uit of het een close-up was, of een foto van veraf.” 

Zijn huidige werk lijkt volgens Pataskar een klein beetje op wat hij als tiener deed. “Op een bepaalde manier doe ik hetzelfde. Ik leer de computer om patronen te herkennen in data. Alleen gebruik ik nu geen foto’s van honden en katten meer, maar gedetailleerde moleculaire profielen van tumorcellen.” 

‘Foutief’ eiwit

Pataskar is inmiddels afgestudeerd in de bio-informatica en heeft een opleiding afgerond als moleculair bioloog. Hij analyseert in het Antoni van Leeuwenhoek biologische data met behulp van de computer om inzicht te krijgen in het verloop van kanker. Zijn onderzoek naar tumorcellen leverde hem dit jaar twee publicaties op in het gerenommeerde wetenschappelijk tijdschrift Nature. Samen met zijn collega’s van de onderzoeksgroep van Reuven Agami ontdekte hij een vreemd fenomeen in deze cellen. Wat bleek? Tumorcellen maken vaak een bijzonder eiwit aan, dat ze volgens hun DNA-code helemaal niet zouden mogen aanmaken.

Eiwitten vervullen veruit de meeste functies in de cel. En aminozuren zijn bouwstenen van eiwitten. Wanneer er een tekort is aan een aminozuur dat tryptofaan heet, zetten normale cellen de productie van nieuwe eiwitten stop. Maar in tumorcellen gebeurt dan iets vreemds, zo ontdekte Pataskar. “Deze cellen gaan gewoon door met het maken van eiwitten”, zegt hij. “Ze schakelen over op een alternatieve bouwsteen. Ze gebruiken het aminozuur fenylalanine in plaats van tryptofaan.” Deze opmerkelijke eiwitten worden ‘substitutanten’ genoemd.

Het bijzondere mechanisme kan in de toekomst mogelijk de opsporing van tumorcellen bij immuuntherapieën vergemakkelijken. Nu worden bij deze behandelingen tegen kanker vooral T-cellen gebruikt die bepaalde genetische mutaties in tumoren herkennen. Maar het probleem is dat niet alle patiënten tumoren met deze mutaties hebben. Bij hen slaat een behandeling vaak niet goed aan. 

Pataskar denkt dat zijn vondst kan leiden tot meer effectieve immuuntherapieën, waarbij T-cellen worden gebruikt die tumorcellen met peptiden van ‘substitutante’ eiwitten opsporen en doden. “De substituterende eiwitten die zijn opgebouwd met fenylalanine in plaats van tryptofaan komen voor in de meeste weefsels waar kanker optreedt”, zegt Pataskar. “Als we een immuuntherapie ontwikkelen waarbij T-cellen deze eigenschap herkennen, kunnen we waarschijnlijk meer mensen succesvol behandelen.”   

Pataskar is dan ook dolblij met de Antoni van Leeuwenhoek prijs. ‘Het geeft ons onderzoek een boost. Hopelijk kunnen we over een paar jaar al de eerste patiënten behandelen met een immuuntherapie die voorkomt uit mijn onderzoek.’ 

Zoutzuur in de badkamer

Overigens benadrukt hij dat zijn nieuwsgierigheid naar wetenschap hem niet alleen maar prijzen heeft opgeleverd. Als kind ontvreemdde hij ooit een fles zoutzuur uit het scheikundelokaal op school, een stof die sterk reageert met marmeren stenen. “Ik wilde de reactie met eigen ogen zien, dus ik goot het over het marmer in onze badkamer. Ik brandde er een groot gat in.”  

Dat leverde hem flink wat problemen op met zijn ouders. “Logisch, want het was gevaarlijk”, zegt hij. “Met zoutzuur kun je ook gemakkelijk je hand of voet verbranden. Het was een domme actie, maar ook eentje die mijn nieuwsgierigheid illustreert naar hoe biologische processen werken. Uiteindelijk heeft die interesse me ook geholpen bij het winnen van deze prijs.’

AVL Prijs

Het Nederlands Kanker Instituut, het onderzoeksinstituut van het Antoni van Leeuwenhoek, reikt de Antoni van Leeuwenhoek prijs jaarlijks uit aan zijn meest talentvolle jonge wetenschapper. De prijs bedraagt 6000 euro, te besteden aan nieuw onderzoek. De prijs, die in 1988 voor het eerst werd uitgereikt, wordt deels gefinancierd door NKI-alumnus prof. dr. Roel Nusse van Stanford University. Het Antoni van Leeuwenhoek is hem hiervoor bijzonder erkentelijk.