Honing ontleed

   Een honingliefhebber is promovendus Paul Kwakman niet. Toch heeft hij de afgelopen zes jaar dag in dag uit met honing gewerkt om te kijken waarom het zoete broodbeleg zo’n voortreffelijke antimicrobiële werking heeft. Hij stuitte op een eiwit dat huidbacteriën aankan.

   Dozen met honing staan er op de werkkamer van Paul Kwakman. Ongeveer 75 potten met exotische etiketten, uit de hele wereld. Niet dat de onderzoeker een zoetekauw is. Integendeel. ‘Ik hou niet zo van honing’, zegt hij. Toch is hij de afgelopen zes jaar onophoudelijk met het zoete goedje in de weer geweest. Hij is erin geslaagd om van één type honing vast te stellen waar de anti-microbiële werking vandaan komt.

   Co-promotor Bas Zaat van de afdeling Medische Microbiologie, met wie Kwakman de kamer deelt, is laaiend enthousiast over het werk van zijn promovendus. ‘Voor de eerste keer in de geschiedenis is honing ontrafeld. Een wereldprimeur.’ Kwakman wordt er bijna stil van.

Eldorado

   Dat honing de eigenschap heeft om bacteriën te doden, is al eeuwen lang bekend. De zoete stof wordt gesmeerd op wonden met als doel infecties tegen te gaan. Deze volkswijsheid klopt. ‘De antibacteriële werking van honing is al wel aangetoond’, stelt Kwakman, die op 1 juli hoopt te promoveren. ‘Waarom honing die eigenschap heeft, was niet helemaal duidelijk.’

   Honing lijkt eigenlijk helemaal niet zo’n geweldig middel tegen bacteriën. Al die suikers, dat zou een eldorado moeten zijn voor de micro-organismen; voedsel volop. ‘Dat is niet zo’, zegt Kwakman. ‘De suikerconcentratie in honing is ongeveer tachtig procent, veel te veel voor bacteriën. Alle soorten leggen in onverdunde honing het loodje door stress.’

   Maar honing doet meer. In matig verdunde honing wordt het enzym glucose oxidase actief, dat de suiker afbreekt. Daarbij ontstaat een beetje waterstofperoxide, net genoeg om sommige bacteriën te doden, maar zo weinig dat het geen negatieve effecten heeft. Tot zover was de medicinale werking van honing wel bekend.

   Sommige onderzoekers speurden verder door een enzym (katalase) aan honing toe te voegen dat het waterstofperoxide meteen afbreekt. ‘Maar ook na de neutralisatie hebben sommige honingsoorten nog steeds een sterke werking’, zet Kwakman zijn belangrijkste onderzoeksvraag uiteen. Hoe komt dat?

Eureka-dag

   Onderzoek aan honing is niet te vergelijken met een studie naar de werking van een medicijn. Een medicijn is constant van samenstelling, de concentratie werkzame stof is bekend. Honing is een natuurproduct: de precieze samenstelling varieert met de bijenstam en vooral met de bloem of bloemen waar de bijen de nectar verzamelen. Onderzoek naar honing in het algemeen is dus niet mogelijk, er wordt studie gedaan naar één soort honing en de bevindingen gelden alleen voor die soort.

   Voor zijn promotie-onderzoek koos Kwakman voor Revamil, een medicinale honing uit Wageningen. Het voordeel is dat deze honing onder gestandaardiseerde condities in kassen wordt geproduceerd. Revamil is in de apotheek te koop als zalf voor op wonden of tegen jeuk. Het is geen medicijn, maar toegelaten als medisch hulpmiddel voor de huid. Van welke bloem of bloemen de honing is gemaakt, kan Kwakman niet zeggen. ‘Dat is het geheim van de makers. Net zoals de makers van Coca Cola hun recept niet onthullen, wordt niets gezegd over deze honing. Ik weet het dus ook niet.’

   Kwakman ging met Revamil aan de slag. Eerst moest hij bepalen welke ziekteverwekkers hij ermee te lijf zou gaan. Bacteriesoorten verschillen namelijk in hun gevoeligheid voor honing, reden waarom Kwakman het goedje onder andere heeft getest op de soorten Bacillus subtilis (een veroorzaker van voedselvergiftiging), Staphylococcus aureus (de ziekenhuisbacterie MRSA), Escherichia coli (die voorkomt in de darmen, maar ook infecties kan veroorzaken) en Pseudomonas aeruginos (eveneens een gevreesde ziekenhuisbacterie).

   Zijn onderzoeksaanpak was het stapsgewijs uitschakelen van de antibacteriële factoren in honing. Eerst maakte Kwakman het waterstofperoxide onschadelijk met katalase. Ook was bekend dat de stof methylglyoxaal werkzaam zou zijn in sommige honingsoorten. Kwakman vond een enzym dat die stof in honing neutraliseert. Maar ook daarna bleek de honing behoorlijk actief, vooral tegen B. subtilis.

   Onbekend was welk bestanddeel dat voor zijn rekening nam. Kwakman: ‘We lieten allerlei scheidingsmethoden los op de honing, zoals op moleculair gewicht van de deeltjes en de lading. Steeds keken we welke fractie van de honing antibacteriële werking bezat, een beetje uitproberen dus. Uiteindelijk kwamen we na veel scheiden en testen op een klein positief geladen eiwit, dat verantwoordelijk is voor de werking. Die stof hebben we uit de honing weten te zuiveren.’

   Met behulp van de afdeling Biochemie werd met massaspectrometrie de massa van dat deeltje vastgesteld en in een database vond Kwakman dat hij op zoek was naar het eiwit bee defensin-1. ‘Dat was de eureka-dag. Bee defensin-1 komt voor bij bijen, ze gebruiken het in hun afweersysteem.’ Na neutralisatie van het eiwit bleef er nog wat activiteit achter, die was toe te schrijven aan de zuurgraad van de honing. ‘Toen we die hadden geneutraliseerd, had de honing niet meer activiteit dan een gewone suikeroplossing’, vertelt Kwakman. De honing was ontleed.

Huid

   Dit is pas de eerste - weliswaar forse - stap naar het ontrafelen van honing. Het werk kan voor elke soort worden herhaald om te kijken welke stofjes in specifieke honingsoorten verantwoordelijk zijn voor de antibacteriële werking. Vandaar de doos met 75 potjes op de werkkamer van Kwakman. ‘Al mijn honing is mono-floraal, dus afkomstig van één bloem. Anders weet je niet goed wat je aan het onderzoeken bent.’

   Kwakman heeft al gekeken naar Manuka honing, afkomstig uit Nieuw-Zeeland die ook als medicinaal wordt verkocht, maar niet onder gecontroleerde condities wordt verzameld. Het bee defensin-1 is afwezig in de Manuka die Kwakman had. Andere onbekende componenten dragen bij aan de geneeskrachtige werking van deze honing, zo heeft de promovendus vastgesteld. Er is kortom nog veel werk te doen.

   Nu bee defensin-1 in de Wageningse honing is gevonden, is het logisch om te onderzoeken of het eiwit kan worden gebruikt als antimicrobieel middel. Helaas is dat onmogelijk, zegt Kwakman. ‘De verbinding is vrij groot en je maakt er niet zomaar een medicijn van. Bovendien wordt het eiwit snel afgebroken in het lichaam.’ Honing eten om van een infectie af te komen, zo simpel is het dus niet. Op de huid werkt het wel. Kwakman heeft al aangetoond dat Revamil de kolonisatie van bacteriën op de huid kan vertragen.

   Met dit laatste gegeven in zijn achterhoofd doet de promovendus aanvullend onderzoek op de Intensive Care van het AMC. Veel patiënten op deze afdeling krijgen een katheter. Daarbij treden vaak infecties op, waarvan ongeveer de helft wordt veroorzaakt door bacteriën op de huid. Een deel van de patiënten krijgt elke dag de standaardbehandeling, de anderen krijgen daarnaast een likje honing rond de katheterinsteekopening. ‘De reacties zijn goed’, zegt Kwakman. ‘Veel verpleegkundigen hebben toch zoiets van: “Leuk, een natuurlijk middel”.’

   Met het stigma dat honing lijkt op iets uit de alternatieve hoek, heeft Kwakman wel vaker te maken gehad. ‘Toen ik met mijn onderzoek begon, was men soms lacherig. Maar we hebben meer grip op de zaak en tijdens congressen krijg ik veel positieve reacties op onze gedegen aanpak.’

Marc van den Broek

• overgenomen met toestemming van Wetenschapsvoorlichting AMC vanaf
  http://www.amc.uva.nl/?pid=6491&&contentitemid=851&itemid=101