Biotalys, een spin-off van het VIB, heeft sinds een goed jaar zijn eerste product klaar, Evoca. Na heel wat jaren labwerk en vijfhonderd veldproeven in Europa, de VS, Zuid-Afrika en Japan, blijkt dat lama’s iets kunnen betekenen voor aardbeien, druiven, tomaten, komkommers en meloenen. Bij de teelt van die vruchten kunnen boeren namelijk een flink deel van de chemische gewasbeschermingsmiddelen die ze gebruiken vervangen door een biologische molecule: een klein eiwit geïnspireerd door de antilichamen van kameelachtigen.

Het flesje granulen Evoca dat operationeel directeur Luc Maertens met duidelijke trots tevoorschijn haalt, mag niet uit het Biotalysgebouw aan de Gentse Loop. Daarbij gaat het niet om bescherming van bedrijfsgeheimen. ‘Het product is klaar voor gebruik, maar akkerbouwers en fruittelers mogen het nog niet inzetten. We wachten nog op goedkeuring door de Amerikaanse en Europese instanties.’

In de VS zal het middel waarschijnlijk al dit jaar op de markt komen, daar valt het onder een speciale regelgeving voor de zogeheten biochemicals. In Europa is er nog geen specifieke regelgeving voor bestrijdingsmiddelen op biologische basis. De goedkeuring zal nog tot in 2024 op zich laten wachten, tot grote spijt van sommige telers hier. ‘Onlangs kregen we weer een telefoontje van een druivenkweker die vroeg of hij het niet eens kon testen. Spijtig genoeg mag dat niet.’

Het verhaal van de toevallige ontdekking van de zogeheten heavy chain antibodies in dromedarisbloed spreekt tot de verbeelding. ‘In 1989, tijdens een labpracticum immunochemie aan de VUB, besloot wijlen professor Raymond Hamers eens wat anders te doen dan in de voorgaande jaren.’

Hamers had nog wat bloedmonsters van dromedarissen in de diepvriezer. In plaats van in muizen- of konijnenbloed moesten zijn studenten dus antilichamen van kameelachtigen opsporen. ‘Gelukkig was Hamers van de nieuwsgierige soort, zodat hij de rare resultaten die zijn studenten verkregen nog eens nader onder de loep nam, samen met toenmalig postdoc Serge Muyldermans.’

De rest is geschiedenis, inclusief spannende verhalen over de zoektocht naar een eerste labkameel in Marokko. Al zou je volgens Maertens beter zeggen dat het een voorproefje van de toekomst was. Tegen 2030 willen de EU-landen immers al 50 procent minder chemische gewasbeschermingsmiddelen op de velden. ‘Dat is over minder dan tien jaar. Om tegen dan klaar te zijn, moeten we nu volop vervangproducten ontwikkelen.’

‘Klassieke chemicaliën zorgden lang voor efficiënte voedselproductie. Daar stonden wel risico’s tegenover voor het milieu, de bodem en de biodiversiteit, én er bleven chemische residu’s over in het voedsel. Mensen willen nu bewuster omgaan met hun gezondheid en met die van onze planeet.’

‘Als je voedsel zonder chemische residu’s wil, kan je gaan voor een biolabel. Biologisch voedsel heeft meestal ook een lagere milieu-impact’, weet Maertens. Het grote nadeel van biologische landbouw is volgens hem echter dat de opbrengst zo’n 30 procent lager ligt dan die van de klassieke landbouw. ‘Dat is niet duurzaam.’

‘Wij willen het aan beide kanten goed doen: een hoge opbrengst produceren van groenten en fruit met zo weinig mogelijk negatieve effecten. Aan de buitenlucht vallen eiwitten vrij snel uiteen in aminozuren, die allerlei levende organismen in de bodem gewoon weer kunnen opnemen.’ En ook belangrijk: ‘We willen betaalbaar en veilig voedsel produceren voor de 9,5 miljard mensen die in 2050 op aarde zullen rondlopen.’

In de decennia na de ontdekking van Hamers bouwde het VIB een flink onderzoeksdomein uit rond de kamelenantilichamen. De eerste spin-off, Ablynx, doopte deze antilichamen om tot nanobodies. Ze werd in 2001 opgericht. Later volgden er nog, bijna allemaal voor medicijnen. De bedrijven werken nu met lama’s in plaats van kamelen, maar al hun ontwikkelingen steunen nog steeds op typische moleculen uit het immuunsysteem van de kameelachtigen.

‘De immuunrespons is een heel krachtig systeem. Wanneer je bijvoorbeeld een vaccin krijgt dat een bepaald antigen bevat, dan maakt je lichaam heel specifiek antilichamen daartegen aan’, legt Maertens uit. ‘Dat doet het lichaam van de kameelachtigen ook, alleen zijn de zogeheten heavy chain only-antilichamen die zij aanmaken veel kleiner en minder complex dan de antilichamen van andere zoogdieren.’

Daarin ligt dan ook hun belangrijkste voordeel voor biotechnologen: het maakt ze veel gemakkelijker na te maken in een lab. ‘Je kan lama’s antilichamen laten ontwikkelen tegen zowat alles. We immuniseren een lama met een bepaalde organische molecule, zodat hij daar antistoffen tegen aanmaakt. Na de immunisatie analyseren we de antilichamen verder in het laboratorium in silico.’

Biotalys is een buitenbeentje tussen de spin-offs. Het werkt aan gewasbeschermingsmiddelen, voor planten dus. Dat antilichamen van kamelen een inspiratie kunnen zijn voor geneesmiddelen voor mensen, tot daaraan toe. We zijn tenslotte allemaal zoogdieren. Maar het immuunsysteem van planten gebruikt toch helemaal geen eiwitten? Maertens wil eerst dat misverstand uit de weg. ‘Wij veranderen helemaal niets aan het immuunsysteem van de aardbei of de tomaat. Wij maken uit eiwitten sproeimiddelen die de planten van buitenaf beschermen, door het plantenpathogeen te doden voordat het schade berokkent.’

‘We zoeken in het pathogeen naar een molecule die onmisbaar is voor zijn ontwikkeling. Die molecule willen we blokkeren. Dan kijken we naar de immuunrespons van de lama op die molecule, en zoeken we naar mogelijk geschikte eiwitten. Dat zijn fragmentjes van zo’n 120 aminozuren uit de heavy chain-antilichamen.’

Voor een eiwit dat een plant beschermt tegen een plantenziekte gelden andere criteria dan voor geneesmiddelen voor mensen, legt Maertens uit. ‘Met de kosten voor landbouwers in het achterhoofd moet het héél actief zijn, zodat de boer maar een kleine dosis moet spuiten. De uiteindelijke prijs moet immers marktconform zijn.’

Het eiwit moet bovendien heel stabiel zijn. ‘Op het veld is het blootgesteld aan uv-straling. En het moet door een sproeikop, het wordt dus samengedrukt.’ Verder moet het verschillende temperaturen verdragen. ‘Een eiwit kan aan al die invloeden heel gevoelig zijn, dus selecteren we op stabiliteit. Onze producten moeten ook minstens even goed houdbaar zijn als conventionele producten, twee jaar. En een bedrijf moet het eiwit goed kunnen produceren op grote schaal en aan een lage kost, ook met landbouwers overal ter wereld in gedachten.’

Als de eerste selectie gebeurd is, gaat Biotalys aan de slag met het DNA dat codeert voor de geschikte kandidaat-eiwitten. Dat maakt het na en bouwt het in de gist Pichia pastoris in, die vanaf dan dat bepaalde eiwit produceert.

Het fermentatielab staat vol glazen vaten met borrelende vloeistoffen. Ze lijken wel aan de hartmonitor en aan verschillende infusen gekoppeld. ‘In deze fermentoren testen we de vergistingsprocessen om onze kandidaat-eiwitten optimaal te produceren’, legt Maertens uit. ‘De juiste temperatuur en zuurgraad, en de toevoer in de bioreactor van precies bepaalde hoeveelheden voedingsstoffen zoals glycerol, sturen het werk van de gisten.’

‘Na enkele dagen leggen we de vergisting stil. Dan gaan we onze kandidaat-eiwitten opzuiveren. De gistcellen moeten er sowieso uit, zodat het eindproduct vrij is van genetisch aangepaste organismen. De opgezuiverde eiwitten sproeidrogen we, en we voegen er ook hulpstoffen aan toe. Die zorgen verder voor een optimale toediening en een goede werking.’

Hoe dat het best gebeurt, test Biotalys in een ander deel van het lab. Eos wil ook de planten zien, om te weten of het eiwit werkt. Die hele batterij tests begint met kleine schijfjes komkommerblad in klimaatkamers en eindigt met de ultieme beproeving: honderden veldproeven in heel verschillende omstandigheden.

Evoca is het eerste product van Biotalys. Het biofungicide beschermt aardbeien, druiven en planten van de pompoen- en de tomatenfamilie tegen grauwe schimmel en echte meeldauw, zowat de belangrijkste ziektes voor die gewassen in de VS en Europa. ‘Aardbeien worden in de gangbare teelt een keer per week met telkens een verschillend chemisch middel bespoten, om resistentie tegen te gaan. In de toekomst kan een teler twee sproeibeurten daarvan met Evoca doen.’

Het eerste middel van Biotalys werkt dus tegen schimmels. Ook tegen schadelijke insecten en bacteriën zitten er middelen in de pijplijn. ‘Tegen het einde van dit decennium moeten die op de markt zijn. Daarbij moeten we weer andere uitdagingen overwinnen.’

Volgens Maertens is het in de toekomst ook doenbaar om een volledige sproeicyclus te ontwikkelen met verschillende eiwitten, zodat telers helemaal geen chemische producten meer moeten gebruiken. ‘Voor mij is voldoende, gezond en betaalbaar voedsel produceren, dat niet alleen toegankelijk is voor de happy few, een hele grote drijfveer.’

‘Persoonlijk werk ik dan ook liever aan de landbouw dan aan geneesmiddelen’, zegt de COO met een opleiding in de biomedische wetenschappen. ‘Wij genezen geen ziektes bij mensen, we voorkomen die. Dat doen we via gezonde voeding, en op een manier die onze planeet spaart. Chemicaliën zijn misschien goedkoper, maar de echte prijs betalen we achteraf als maatschappij, met onze gezondheid, met milieurisico’s, met een verschraalde bodem. Ook de generaties na ons moeten nog voedsel kunnen telen.’

Volgens Maertens speelt die overtuiging ook een rol bij de onderzoekers die bij Biotalys werken. ‘We hebben hier zestig wetenschappers met heel verschillende achtergronden: mensen die werken rond het ontwikkelen van het actieve eiwit, mensen uit de biotechnologie die bezig zijn met onze Pichia-lijnen, met de fermentatie, en met de opschaling naar fermentatievaten van meer dan 100.000 liter, mensen uit de landbouw die weten hoe een bruikbaar product eruit moet zien …’

‘We hebben hier in Gent de biotechcluster, dus de wetenschappers met al die kennis zitten bij elkaar. Maar de concurrentie is natuurlijk ook hier.’ Maertens glimlacht. ’Toch vinden we mensen, vooral door onze missie: duurzame landbouw. Onze medewerkers hechten zelf ook veel belang aan gezond en vers voedsel. Als we weer samen aan tafel mogen zitten, moet je maar eens komen kijken wat wij hier ’s middags eten.’