Christian de Duve

Christian de Duve geeft lezing over eukaryote cel in 2012
Christian de Duve geeft lezing over eukaryote cel in 2012

Christian de Duve was een Belgisch cytoloog en biochemicus en Nobelprijswinnaar. Hij werd geboren in Thames Ditton, Surrey, Engeland, op 2 oktober 1917, en zijn familie keerde in 1920 terug naar België. Hij kreeg onderwijs van de jezuïeten aan Our Lady College in Antwerpen en studeerde geneeskunde aan de Katholieke Universiteit Leuven, waar hij in 1941 zijn artsendiploma behaalde. Daarna werkte hij in het onderzoek in de scheikunde, met aandacht voor insuline en zijn rol bij diabetes mellitus. In 1945 behaalde hij de hoogste universitaire graad, gelijkwaardig aan een doctoraat, en in 1946 kreeg hij een MSc voor werk over de zuivering van penicilline. De Duve volgde opleidingen bij Nobelprijswinnaars Hugo Theorell in Stockholm en Carl en Gerti Cori in St. Louis. In 1947 trad hij toe tot de medische faculteit in Leuven. Hij ontdekte twee celorganellen, peroxisomen en lysosomen, en deelde in 1974 de Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde met Albert Claude en George E. Palade. In hetzelfde jaar richtte hij het ICP op. Vanaf 1962 was hij hoogleraar in Leuven en aan Rockefeller University, waar hij zijn tijd tussen Leuven en New York verdeelde. In 1985 werd hij emeritus hoogleraar van de Universiteit van Louvain.

Van Leuven tot New York

Christian de Duve werd geboren in Thames Ditton, Surrey, Engeland, op 2 oktober 1917. Zijn familie keerde al in 1920 terug naar België. Hij volgde zijn opleiding bij de jezuieten aan Our Lady College in Antwerpen en studeerde daarna geneeskunde aan de Katholieke Universiteit Leuven. In 1941 behaalde hij zijn MD. Vervolgens ging hij aan de slag in het chemisch onderzoek, waar hij werkte rond insuline en haar rol bij diabetes mellitus. In 1945 behaalde hij de hoogste universitaire graad, gelijkwaardig aan een doctoraat, en in 1946 kreeg hij een MSc voor zijn werk over de zuivering van penicilline.

Daarna volgde een periode van verdere vorming in het buitenland. De Duve werd opgeleid onder Nobelprijswinnaars Hugo Theorell aan het Karolinska Institutet in Stockholm en Carl en Gerti Cori aan de Washington University in St. Louis. In 1947 trad hij toe tot de faculteit geneeskunde in Leuven. Zijn loopbaan kreeg later een internationaal karakter toen hij in 1960 werd uitgenodigd aan het Rockefeller Institute. Vanaf 1962 was hij professor aan zowel Leuven als Rockefeller University, en verdeelde hij zijn tijd tussen Leuven en New York.

Naast zijn academische loopbaan speelde hij ook een rol in de institutionele ontwikkeling van het onderzoek. In 1974 richtte hij het ICP op. Later werd hij emeritus professor aan de Universiteit van Louvain in 1985 en aan Rockefeller University in 1988. In de wetenschap is hij vooral bekend als Belgisch cytoloog en biochemicus die de celorganellen peroxisomen en lysosomen ontdekte. In 1974 deelde hij de Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde met Albert Claude en George E. Palade. Hij bedacht ook wetenschappelijke termen zoals autophagy, endocytosis en exocytosis, op eenzelfde gelegenheid.

Erkenning en latere loopbaan

Christian de Duve kreeg tijdens zijn loopbaan verschillende onderscheidingen, waaronder de Francqui Prize, de Gairdner Foundation International Award, de Heineken Prize en de E.B. Wilson Medal. In 1989 verleende koning Boudewijn van België hem de titel van burggraaf. In 1974 richtte hij in Brussel het International Institute of Cellular and Molecular Pathology op. Die instelling werd in 2005 omgedoopt tot het de Duve Institute. Daarnaast was hij de stichtende voorzitter van de L'Oréal-UNESCO For Women in Science Awards. Christian de Duve overleed op 4 mei 2013 door wettelijke euthanasie, na lang lijden aan kanker en atriumfibrilleren.

Jeugd, opleiding en oorlogsjaren

Christian de Duve werd geboren als zoon van vastgoedmakelaar Alphonse de Duve en Madeleine Pungs in Thames Ditton, bij Londen. Zijn ouders waren uit België gevlucht bij het uitbreken van de Eerste Wereldoorlog, en het gezin keerde in 1920 terug naar België, toen hij drie jaar oud was. Op school was hij de beste leerling, behalve gedurende een jaar waarin hij buiten competitie werd verklaard. Hij wilde zich specialiseren in endocrinologie en trad toe tot het laboratorium van de Belgische fysioloog Joseph P. Bouckaert.

Zijn laatste jaar geneeskunde viel in 1940, toen de Duitsers België binnenvielen. Hij werd opgeroepen voor het Belgische leger en als medisch officier naar Zuid-Frankrijk gestuurd. Daar werd hij door de Duitsers krijgsgevangen genomen, maar omdat hij vloeiend Duits en Vlaams sprak, slaagde hij erin zijn bewakers te misleiden. Uiteindelijk ontsnapte hij en keerde terug naar België. In 1946 behaalde hij een MSc in scheikunde, waarbij hij werkte aan de zuivering van penicilline. Daarna volgde hij 18 maanden opleiding in het laboratorium van Hugo Theorell aan het Nobel Medical Institute in Stockholm, en in 1947 kreeg hij financiële steun als Rockefeller Foundation fellow. Datzelfde jaar werkte hij zes maanden samen met Carl en Gerti Cori aan de Washington University in St. Louis.

Academische loopbaan tussen Leuven en New York

In maart 1947 trad Christian de Duve toe tot de faculteit van de medische school van de Katholieke Universiteit Leuven, waar hij fysiologische chemie doceerde. In 1951 werd hij gewoon hoogleraar. In 1960 kreeg hij van Detlev Bronk een professoraat en een laboratorium in New York City aangeboden. Na een akkoord tussen de rector en Detlev Bronk kreeg hij aan Leuven een deeltijdse benoeming met ontheffing van onderwijs en examens. Vanaf 1962 leidde hij de onderzoekslaboratoria in Leuven en aan Rockefeller University, en verdeelde hij zijn tijd tussen New York en Leuven. Na de splitsing van de Katholieke Universiteit Leuven in 1969 sloot hij zich aan bij de Franstalige Université catholique de Louvain. In 1985 ging hij emeritaat aan de Universiteit van Louvain, en in 1988 volgde ook emeritaat aan Rockefeller University.

Onderzoek naar cellen en hormonen

Christian de Duve richtte zich in zijn onderzoek op de verdeling van enzymen in levercellen van ratten met behulp van rate-zonal centrifugatie. Hij werkte aan cell fractionation om de functie van celstructuren te begrijpen en specialiseerde zich in subcellulaire biochemie en celbiologie, waarbij hij nieuwe celorganellen ontdekte. In Leuven sloot hij zich na zijn komst aan bij Bouckaert om onderzoek te doen naar insuline. In mei 1944 besefte hij dat kristallisatie onzuiverheden uit insuline kon verwijderen. Hij toonde aan dat het insulineproces van Lilly bij ratten een initiële hyperglykemie veroorzaakte en publiceerde hierover in 1947, wat Lilly ertoe bracht de methoden voor insuline-extractie te verbeteren.

Later werkte hij aan de Washington University in St. Louis samen met Carl en Gerty Cori en met Earl Wilbur Sutherland, Jr. Daar demonstreerde hij dat selectief door kobalt beschadigde alfacellen in de alvleesklier geen glucagon meer produceerden bij cavia's. In 1953 isoleerde hij gezuiverd glucagon, ook uit vogels, en hij stelde vast dat glucagon de glucoseproductie en -opname beïnvloedde. Op basis van zijn bevindingen formuleerde hij hypotheses over een mechanisme waarbij insuline en glucagon elkaar in balans houden om de bloedsuikerspiegel te regelen. Hij vermoedde ook dat insulineproductie de glucose-opname in de lever stimuleerde. Bij zijn onderzoek naar het werkingsmechanisme van insuline in levercellen focuste hij op het enzym glucose 6-fosfatase. Hij vond dit enzym als het voornaamste enzym dat de bloedsuikerspiegel regelt, maar slaagde er na herhaalde experimenten niet in om glucose 6-fosfatase te zuiveren en te isoleren uit cellulaire extracten. Wel kon hij via cell fractionation de enzymactiviteit detecteren.

Van enzymactiviteit tot lysosomen

Christian de Duve gebruikte een gestandaardiseerde procedure met het enzym zure fosfatase om de enzymactiviteit te schatten. Daarbij bleek de activiteit onverwacht laag, slechts ongeveer 10 procent van de verwachte waarde. Toen hij gezuiverde celfracties vijf dagen bewaarde, steeg de enzymactiviteit opnieuw tot het niveau van een vers staal. Op basis daarvan vermoedde hij dat een membraanachtige barrière de toegang van het enzym tot zijn substraat beperkte. Die barrière beschreef hij als een zakvormige structuur, omgeven door een membraan en gevuld met zure fosfatase.

Hij identificeerde later ook een ander, niet-verwant enzym dat uit membraanfracties afkomstig was, de celorganellen. In 1955 gaf hij deze organellen de naam lysosomen, om hun verterende eigenschappen te benadrukken. Tijdens die periode kreeg hij bezoek van Alex B. Novikoff, die met elektronenmicroscopie de eerste visuele aanwijzing van een lysosoom produceerde. Samen bevestigden zij met zure fosfatasekleuring waar de hydrolytische enzymen zich in het lysosoom bevonden.

Na die bevestiging kwam Christian de Duve het enzym urate oxidase tegen in een celfractie van rattenlever. Hij stelde vast dat dit geen lysosoom was, omdat het geen zure hydrolase is. In 1960 merkte hij wel op dat urate oxidase dezelfde verdeling had als zure fosfatase. Ook de enzymen catalase en D-aminozuur-oxidase vertoonden een gelijkaardige verdeling in de cel. Die enzymen werden toen als mitochondriale enzymen beschouwd. Omdat ze ook chemisch op elkaar leken en verwant waren aan andere peroxidevormende oxidases, bleef hij voorzichtig met de naam microbodies. Hij suggereerde wel dat deze enzymen behoorden tot een apart celorganel, verschillend van de al bekende organellen.

Onderzoek naar peroxisomen en oorsprong van het leven

In 1966 gaf Christian de Duve de organellen die betrokken zijn bij peroxidase-reacties officieel de naam peroxisomen. Twee jaar later bereikte hij de eerste grootschalige voorbereiding van peroxisomen. Hij bevestigde ook dat l-alpha hydroxyacid oxidase, d-amino acid oxidase en catalase unieke enzymen van peroxisomen zijn. Verder toonde hij aan dat peroxisomen een metabolische rol spelen, onder meer bij de b-oxidatie van zeer langeketenvetzuren via een andere weg dan in mitochondriën.

Zijn onderzoek liet zien dat peroxisomen behoren tot een familie van organellen die in uiteenlopende cellen voorkomen, ook in planten en protozoa. Hij beschreef verwante organellen met afzonderlijke functies en eigen namen, zoals glyoxysomen en glycosomen. Later droeg hij bij aan de consensus die de endosymbiontentheorie aanvaardde, maar stelde hij ook een eigen visie voor: eukaryote cellen zouden eerst structuren en het vermogen tot endocytose hebben ontwikkeld, waarna prokaryote cellen werden opgenomen. Daarbij opperde hij dat peroxisomen misschien de eerste endosymbionten waren en cellen hielpen bestand te zijn tegen vrije moleculaire zuurstof. Hij erkende wel dat peroxisomen geen DNA hebben en dat dit idee minder goed onderbouwd is dan bij mitochondriën en chloroplasten. In zijn latere jaren wijdde hij zich vooral aan de studie van het ontstaan van het leven, een domein waarvan hij de speculatieve aard erkende.

Geloofsovertuiging en familie

Christian de Duve groeide op als rooms-katholiek, maar neigde in zijn latere jaren naar agnosticisme. Volgens de Belgische krant Le Soir was hij geen gelovige. Hij sprak zich wel duidelijk uit over wetenschappelijke en maatschappelijke kwesties: hij beschouwde biologische evolutie als een feit en wees creation science en intelligent design af. Zijn standpunten formuleerde hij onder meer in het boek Genetics of Original Sin: The Impact of Natural Selection on the Future of Humanity. Ook steunde hij de poging om de Louisiana Science Education Act van 2008 te laten intrekken.

Zijn familie, de von Duves, kwam uit Hannover en vestigde zich in België na de Slag bij Waterloo. Op 30 september 1943 trouwde hij met Janine Herman. Samen kregen ze twee zonen en twee dochters. Hun zoon Thierry de Duve werd later een bekend hoogleraar kunst. Janine Herman overleed in 2008 op 86-jarige leeftijd. Na zijn dood werd De Duve gecremeerd, zoals hij had gewenst, en zijn as werd verdeeld onder familieleden en vrienden.

Erkenningen en onderscheidingen

Christian de Duve kreeg in de loop van zijn carrière een groot aantal onderscheidingen en academische erkenningen. In 1960 won hij de Francqui Prijs voor Biologische en Medische Wetenschappen. Daarna volgde in 1973 de Dr H.P. Heineken Prize for Biochemistry and Biophysics, uitgereikt door de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen, en in 1974 de Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde. In 1975 werd hij verkozen tot buitenlands geassocieerd lid van de National Academy of Sciences.

Ook nadien bleef de lijst met onderscheidingen groeien. Hij ontving in 1978 de Harden Medal van de Biochemical Society of Great Britain, in 1981 de Theobald Smith Award van het Albany Medical College, in 1985 de Jimenez Diaz Award, in 1986 de Innovators of Biochemistry Award van het Medical College of Virginia en in 1989 de E.B. Wilson Medal. In datzelfde jaar werd hij door koning Boudewijn van België in de adelstand verheven tot burggraaf.

Daarnaast was De Duve lid van verschillende academies en wetenschappelijke genootschappen, waaronder de Royal Academies of Medicine of Belgium, de Koninklijke Academie voor Wetenschappen, Letteren en Schone Kunsten van België, de Pontifical Academy of Sciences of the Vatican, de American Academy of Arts and Sciences, de Franse Nationale Academie van Geneeskunde, de Academie van Wetenschappen van Parijs, de Deutsche Akademie der Naturforscher Leopoldina en de American Philosophical Society. In 1988 werd hij ook verkozen tot Foreign Member of the Royal Society. Verder ontving hij eredoctoraten van achttien universiteiten over de hele wereld en bleef hij voorzitter van een instituut tot 1991. Hij was bovendien een stichtend lid van de Belgian Society of Biochemistry and Molecular Biology, opgericht op 15 september 1951.

Wetenschappelijke termen en documentaire

Christian de Duve introduceerde in 1955 het woord lysosome. In februari 1963, op het Ciba Foundation Symposium on Lysosomes in Londen, bedacht hij ook de woorden autophagy, endocytosis en exocytosis. Later voerde hij in 1966 het woord peroxisome in. Zijn leven vormde ook het onderwerp van de documentairefilm Portrait of a Nobel Prize: Christian de Duve, geregisseerd door Aurélie Wijnants. Die documentaire werd in 2012 voor het eerst uitgezonden op Eurochannel.

Scroll naar boven