​Dr Katherine de Villiers van die Departement Chemie en Polimeerwetenskap aan die Universiteit Stellenbosch (US), is een van net sewe wetenskaplikes wêreldwyd aan wie die Simons Stigting se gesogte Pivot Genootskap vir 2024 toegeken is.

Die Simons Stigting wat in 1994 tot stand gekom het, het ten doel om die grense van navorsing in wiskunde en die basiese wetenskappe uit te brei. Die Pivot Genootskappe is in 2022 ingestel om navorsers te ondersteun wat nie net 'n suksesvolle en prestasieryke baanrekord in hul huidige studieveld het nie, maar ook 'n diepe belangstelling, nuuskierigheid en dryfkrag toon om bydraes tot 'n nuwe dissipline te lewer.

Die Pivot Genootskap sal De Villiers in staat stel om vir 'n volle jaar lank (vanaf Julie 2024) in die navorsingslaboratorium van prof Iqbal Hamza te werk. Hy werk vanaf die Sentrum vir Bloedsuurstofvervoer en Hemeostase aan die Universiteit van Maryland Skool vir Geneeskunde. Hamza se groep spesialiseer in molekulêre genetika, selbiologie en biochemie in 'n poging om heemoordrag en -beweging in eukariote, wat implikasies vir menslike gesondheid en siekte inhou, beter te verstaan. In 2019 het die Hamza-laboratorium 'n gedagteprikkelende artikel in Elife gepubliseer waarin hulle onomwonde bewys het dat die laboratoriummuise wat van 'n sleutel-heemvervoerder (HRG1) ontneem is, tóg heem bestand is as gevolg van die vorming van hemosïen. Voorheen is aanvaar dat hierdie kristalagtige stof slegs voorkom by organismes wat op bloed leef, soos Plasmodium falciparum, en wat nie oor die “masjinerie" beskik (wat soogdiere wel het) om heem-oksigenasie te bewerkstellig nie.

Gedurende hierdie genootskapsjaar hoop De Villiers om die nodige laboratoriumvaardighede en kundigheid in sellulêre biologie en genetika te bemeester wat haar in staat sal stel om op die sellulêre biologie by die koppelvlak van chemie en biologie te fokus. Van háár kant af sal sy meer as 20 jaar se spesialiskennis bydra op die gebied van bio-anorganiese chemie, met die klem op die verstaan van die chemie van heem in haar soeke om die volgende generasie antimalariamiddels te ontwikkel. Heem is 'n noodsaaklike ysterbevattende molekuul wat 'n deurslaggewende rol speel in vele fisiologiese prosesse wat in alle dier- en plantselle plaasvind. Haar navorsingsgroep fokus daarop om te verstaan hoe die malariaparasiet Plasmodium falciparum daarin slaag om sitotoksiese heem as hemosoïen te isoleer wanneer dit rooibloedselle binnedring. Dit is belangrike kennis, aangesien die ontwrigting van bogenoemde proses die meganisme onderlê waarop verskeie kliniese antimaliaramiddels se werking berus. Sy hoop dat haar kombinering van die verskillende dissiplines −suiwer chemie, biologie en genetika – haar in staat sal stel om 'n betekenisvolle bydrae te lewer tot die ontleding van die molekulêre baan wat verantwoordelik is vir hemosoïenvorming in soogdiere.

Volgens De Villiers het sy uit pure frustrasie besluit om vir die Pivot Genootskap aansoek te doen omdat sy nie in staat is om belangrike vrae op die koppelvlak van chemie en biologie te beantwoord nie: “Elke keer wanneer ek teruggekeer het vanaf 'n Gordon Navorsingkonferensie oor die Chemie en Biologie van Tetrapirrole, het ek besef hoe beperk my agtergrond in suiwer chemie is en hoe dit my verhoed om belangrike vrae te kan beantwoord".

Teen die einde van haar genootskap wil De Villiers hierdie multidissiplinêre ondervinding terugbring na haar navorsingslaboratorium aan die US: “om die kwessies wat die moderne wêreld in die gesig staar te kan oplos, het multidissiplinêre benaderings toenemend belangrik geword. Daar is dikwels 'n samevloeiing van die twee velde chemie en biologie wat daartoe gelei het dat baie instellings nou graadprogramme in chemiese biologie aanbied. Hier by die US het ons minstens tien jaar gelede reeds 'n program in chemiese biologie bekendgestel en meer onlangs ook 'n multidissiplinêre program in medisinale chemie wat chemie en fisiologie kombineer.

“Met die opleiding wat ek deur hierdie genootskap in sellulêre biologie en genetika sal kry, sal my navorsingsgroep en uitsette ongetwyfeld tot 'n nuwe vlak aangedryf word. Ek sal in staat wees om beredeneerd by die koppelvlak van chemie en biologie te werk en belangrike navorsingsvrae kan aanpak," sluit sy af.

De Villiers hoop om in die toekoms haar werk saam met Hamza voort te sit en so ook siektes wat die gevolg is van oortollige heem (dus yster), soos byvoorbeeld Afrika-ysteroorbelading, beter te verstaan.

Foto deur Stefan Els.