ARTIKEL Haagsche Courant 26-05-1998

Orakel op Aardgas

De oude Grieken geloofden heilig in het Orakel van Delphi. Ze schreven over bedwelmende gassen, over heilig water en over een priesteres in de catacomben van de tempel. Een mythe, zo stelt de moderne archeologie. Maar twee Amerikaanse onderzoekers betwijfelen dat. Zij willen bewijzen dat er in Delphi meer dan tweeduizend jaar geleden inderdaad bedwelmende gassen uit de bodem kwamen.

Delphi, 1200 voor Christus. Kerotes, een geitenhoeder op een berghelling van de Parnassos, staart wat voor zich uit. Iets verderop maakt een geit rare sprongen en begint vreemd te blaten. Nieuwsgierig geworden loopt hij er naartoe en ontdekt er een spleet in de rotsgrond. Hij buigt zich voorover, ademt dampen in en raakt bedwelmd. Zwaar beneveld mompelt hij voorspellingen. Andere herders horen hem en nadat enkele voorspellingen uitkwamen, kreeg de plek een bijzondere reputatie. Zo werd volgens de Siciliaanse geschiedschrijver Diodorus het Orakel ontdekt. Het Orakel heeft Delphi wereldberoemd gemaakt. In de achtste eeuw voor Christus schrijft Homerus al over de faam en de rijkdom van dit kleine bergdorp. Eeuwenlang trokken boeren, kooplieden en koningen naar het Orakel om zich de toekomst te laten voorspellen. Onderin de tempel van Apollo hield het Orakel eenmaal per maand zitting. Een priesteres, de Pythia, zat op een kruk die een spleet in de grond overbrugde. Hieruit welde water op en borrelden gassen die de priesteres inspireerden. Maar ergens in de vierde eeuw voor Christus komt er plotseling een einde aan.

Eind vorige eeuw begonnen Franse onderzoekers met opgravingen in Delphi. Men vermoedde onder de nederzetting resten van de oude tempels. Voortvarend werd het dorp een kilometer oostwaarts verplaatst waarna de opgravingen konden beginnen. Het resultaat is indrukwekkend. Vanaf de weg leidt een breed voetpad de berg op langs zuilen, ru�nes, tempelresten, aquaducten en een amphitheater. Gidsen geven uitleg in het Frans, Italiaans, Duits, Engels en Japans. Beneden bouwt men aan een modern vormgegeven museum en langs de weg staan autobussen in een lange rij. Dagelijks komen duizenden bezoekers van over de hele wereld om kennis te nemen van de raadselen van het Orakel. Franse archeologen hebben de Apollotempel onderzocht, maar ze vonden geen scheur in de bodem waardoor gassen naar boven gekomen konden zijn. Bovendien wezen geologen erop dat Delphi geen vulkanische activiteit kent die gassen zou kunnen produceren. De conclusie luidde dat het Orakel van Delphi een mythe was. Een verzinsel van de klassieke Griekse schrijvers.

Voor Prof. Jelle de Boer , een van geboorte Nederlandse geoloog aan de Wesleyan University in Connecticut (VS), biedt het bergachtige Zuid-Griekenland een ongekende rijkdom aan geologische activiteit. �Het is de levende geologie die je hier ziet.� De Boer kwam in 1981 in Delphi om in opdracht van de Verenigde Naties het gebied te onderzoeken op aardbevingsgevaar. De Boer:��De toenmalige Griekse regering wilde hier kerncentrales bouwen voor de elektriciteitsvoorziening in Athene. Ze wilden weten waar ze het minste risico liepen op schade door aardbevingen.� De Boer ziet de bergen niet als statisch landschap, maar als resultaat van langzame tectonische bewegingen: �Dat gaat schoksgewijs. Iedere 1000 jaar glijdt het ene massief langs het andere ongeveer een meter naar beneden. Maar als je een miljoen jaar wacht, ontstaan zo de hoogteverschillen die je hier ziet.� In het landschap wijst hij nauwelijks waarneembare kenmerken aan. Een lijn van begroeiing langs een bergwand, een knikje in een helling, barsten in rotsen. Voor hem zijn het indicaties van zogeheten breuklijnen. Breuklijnen zijn kilometers lange vlakken waar het gesteente schoksgewijs langs elkaar glijdt. Dit zijn ook altijd de plaatsen waar water en gassen aan de oppervlakte komen. Toen De Boer de breuklijnen in kaart gebracht had, ontdekte hij dat het snijpunt van twee breuklijnen zich precies onder de tempel van Apollo bevond. DE Boer glundert: �En dan ga je denken aan die verhalen over water en gassen in de tempel van het Orakel…�

Enkele jaren later ontmoette hij de archeoloog Dr. John R. Hale van de universiteit van Louisville op een terrasje in Portugal. Al snel ging het gesprek over Delphi. De Boer vertelde over zijn vondsten en over zijn vermoeden dat hij de bron van het Orakel had gevonden. Hale reageerde verbaasd over zoveel na�viteit. Wist De Boer dan niet dat de Fransen bewezen hadden dat het Orakel een verzinsel was? Neen, dat wist hij inderdaad niet, maar hij kon wel een kruispunt van breuklijnen aantonen onder de tempel. Hale bleef argwanend, maar ging toch in op De Boers uitnodiging om samen te gaan kijken.

Het volgend voorjaar was het zover. De Boer wees Hale op verzakkingen in de zware tempelmuren: aanwijzingen voor een grote breuklijn. Samen lokaliseerden ze de vier drooggevallen bronnen in en rond de tempel. Die lagen, zoals De Boer voorspeld had, op ��n lijn, een breuklijn. Deze lijn sneed bovendien de andere op een plek achterin de tempel waar volgens overlevering de Pythia neerdaalde tot de bron. Hale was overtuigd en opgetogen:��Dit bewijst maar weer dat de Oude Griekse schrijvers geen verhaaltjes verzinnen.�

Hale was overtuigd, maar De Boer wilde zelf meer zekerheid. Hij had de scheuren aangetoond, maar nog niet de gassen. Dat was het doel van de expeditie van maart dit jaar. Franse onderzoekers argumenteerden dat er in Delphi geen gassen konden ontstaan omdat er geen vulkanische activiteit is, maar volgens De Boer kunnen ook zonder vulkanisme gassen ontstaan. Uit metingen is bekend dat de kalkstenen bodem op 150 meter diepte bitumen bevat, een teerachtige substantie. Volgens De Boer ontstaan uit deze bitumenlaag koolwaterstofgassen onder invloed van geologische activiteit en warmte. Als voorbeeld noemt hij een vergelijkbare bron in de Golf van Mexico. Ook hier is er een diepe bitumenlaag waaruit onder water gassen opborrelen: 88% methaan, 8% ethaan en 2% propaan. De Boer hoopt sporen van deze gassen terug te vinden in brokken steen uit Delphi. Dat zou niet alleen zijn theorie bewijzen maar het zou bovendien aantonen hoe het Orakel aan z�n einde is gekomen.

John Hale citeert de Romeinse geschiedschrijver Plutarchus die vertelt dat het Orakel omstreeks het begin van onze jaartelling halfslachtig functioneerde. De priesteres ging met tegenzin naar beneden en gaf haar antwoorden niet meer in dichtvorm, zoals vroeger, maar rechtstreeks. �Iets heeft de kracht van het Orakel verminderd� concludeert Plutarchus en hij oppert een aardbeving als oorzaak. Hale heeft in de literatuur talrijke beschrijvingen van aardbevingen aangetroffen -de tempel is herhaaldelijk verwoest en herbouwd- maar eentje springt eruit. Hale:��Tot de aardbeving van 373 voor Christus heeft het Orakel een grote politieke betekenis. En dat houdt opeens op.� Daarna worden de sessies wel voortgezet, maar de koningen blijven weg. �En niemand heeft het daarover� verbaast Hale zich. Jelle de Boer leidt uit barsten in de tempelvloer af dat er een grote aardbeving is geweest met een richting loodrecht op de breuklijn met de bronnen. Die schok heeft vermoedelijk de bronnen dichtgedrukt. Het water heeft toen een andere uitweg gezocht en stroomde sindsdien iets verder bergopwaarts over een muur naar beneden. Het kalkrijke water heeft daar dikke afzettingen achtergelaten en hierin verwacht De Boer gassporen te vinden. Onder toeziend oog van de Griekse conservator heeft De Boer tien brokken steen losgehakt. Hij zal die de komende maanden nauwgezet op gasresten analyseren. De uitkomst zal bepalen of hun vermoedens juist zijn en of het Orakel van Delphi een geologische oorsprong heeft. Voor de Oude Grieken was dat vanzelfsprekend, maar moderne archeologen zullen er vreemd van opkijken.

copyright � Het Inzicht / Jos Wassink, 1995

ARTIKEL Haagsche Courant 10-03-1998

Sneeuwballen uit de Ruimte

Waar komt het water op Aarde eigenlijk vandaan? Typisch zo?n simpele vraag waarover de wetenschap geen zekerheid biedt. De gangbare opvatting is dat ijs deel uitmaakte van het oerstof waaruit de Aarde 4,5 miljard jaar geleden is ontstaan. De hitte in de kern dreef het water van naar buiten. Wat Dr. Louis Frank voorstelt gaat hier lijnrecht tegenin: het water zou niet van binnenuit de Aarde, maar vanuit de ruimte komen. En bovendien zou dat proces nog steeds aan de gang zijn zonder dat iemand er ooit wat van gemerkt heeft. Voor astronomen is die gedachte absurd. Tel daarbij op de verwevenheid van water met Leven en het wordt duidelijk waarom Franks theorie van de kleine kometen zo omstreden is.

Het begon allemaal in 1981. Op drie augustus dat jaar bracht een Deltaraket vanaf Vandenberg Airforce Base twee NASA satellieten in een baan om de Aarde. Ze droegen de naam Dynamics Explorer en
bevatten camera?s van Dr Frank die opnamen moesten maken van de Aarde. Niet zoals gebruikelijk met zichtbaar licht, maar met UV-straling. Hierdoor hoopte men meer te weten te komen over het Noorderlicht, sluiers van groenig licht boven Noord- en Zuidpool die het gevolg zijn van geladen deeltjes die met hoge snelheid de atmosfeer binnendringen. Frank maakte de eerste foto?s van het Noorderlicht als een kruin om de Aarde. Maar iets in die fraaie beelden zou hem tot wetenschappelijk paria tegen wil en dank zou maken.

Op de foto?s van Dynamics Explorer ziet de Aarde eruit als een tennisbal onder een spotlight. De ultraviolette stralen van de zon worden hoog in de atmosfeer teruggekaatst zodat er van de continenten niets te zien is. De weerkaatsing zou egaal moeten zijn, maar Frank ontdekte kleine zwarte puntjes in de verder egale atmosfeer. In feite was er nauwelijks een opname te vinden zonder zwarte puntjes.

Frank vermoedde eerst dat het om een camerastoring ging. Maar na uitputtende analyses kon niemand aangeven hoe de puntjes veroorzaakt zouden worden door de apparatuur. Na jaren van analyse raakte Frank ervan overtuigd dat de puntjes geen cameradefect waren, maar registraties van een onbekend verschijnsel hoog in de atmosfeer.

De volgende stap was de interpretatie van dat verschijnsel. Frank berekende de grootte van de puntjes en kwam uit op een doorsnee in de atmosfeer van 50 tot 100 kilometer. Hij wist dat water of waterdamp ultraviolet licht absorbeert. Hij beredeneerde dat een wolk hoog bovenin de atmosfeer het teruggekaatste zonlicht zou kunnen tegenhouden en zo een zwart puntje zou veroorzaken in de foto?s. Het probleem is dat wolken nooit zo hoog komen. Dus, redeneerde Frank, komt het water niet van de oceanen beneden maar van boven, dat is: vanuit de ruimte. Hij berekende dat een sneeuwbal met een doorsnee van 10 meter genoeg water bevat om een wolk van 50 kilometer doorsnee te veroorzaken. Zijn conclusie luidde dat de foto?s uitwezen dat er iedere minuut twintig sneeuwballen ter grootte van een woonhuis in de atmosfeer zouden vallen en noemde ze �kleine kometen?.

Eind 1985 diende hij twee artikelen in bij het blad Geophysical Research Letters. Het eerste artikel beschreef de waarnemingen van de mysterieuze zwarte puntjes, het tweede Franks interpretatie er v  (????) als ze daar ook vallen, waar is het water dan? En wat te denken van de Maan? Het seismische netwerk, dat daar geïnstalleerd is tijdens de Apollomissies, registreert zelden een komeetinslag. Op de maan is geen atmosfeer die de kleine kometen afremt en verdampt, dus zou je inslagen verwachten. En die zijn er niet.

Dr Frank maakte na de publicatie een zware tijd door. Ieder bezwaar dat gepubliceerd werd probeerde hij terstond te weerleggen in een antwoord dat in de volgende editie van GRL werd afgedrukt. Hij vocht als een leeuw om zijn theorie staande te houden. Hij legde uit dat Mars veel minder zwaar is als de Aarde en daardoor ook minder kleine kometen naar zich toe trekt. Bovendien is er waarschijnlijk wel water op Mars, maar onder de oppervlakte en niemand weet hoeveel. Het gebrek aan geregistreerde inslagen op de Maan verklaarde hij door te benadrukken dat de kleine kometen geen ijsballen zijn, maar luchtige sneeuwballen die nauwelijks een krater vormen.

Na enkele jaren van verhitte discussies waren de meeste wetenschappers de kleine kometen beu. Ze vonden het een gekunsteld concept waarvoor onafhankelijke waarnemingen ontbraken.

Maar Frank gaf niet op; hij bouwde een nieuwe camera. Officieel voor de bestudering van het Noorderlicht, maar stiekem tevens geschikt om de zwarte punten in de atmosfeer met grotere scherpte vast te leggen. In februari 1996 was het zover: Franks nieuwe camera draaide om de Aarde aan boord van de POLAR-satelliet.

Frank: ‘Mijn assistent John Sigwarth was tijdens de lancering aanwezig op het Goddard Space Center. Toen de satelliet in z’n baan was, startte hij de instrumenten op en gaf me de resultaten door over de telefoon: de temperaturen, de voltages en dergelijke. And by the way, zei hij there’s the atmospheric holes.’ Frank glundert nog als hij dit vertelt.

In mei 1997 verschijnen zijn eerste artikelen met de nieuwe waarnemingen. Nu zijn voor het eerst de zwarte vlekken in de atmosfeer groter dan 1 beeldpuntje, waardoor het uitgesloten lijkt dat het om een storing in de camera gaat.

De collega’s zijn verrast. Niet alleen door de fraaie beelden, maar ook door Franks vasthoudendheid. In tegenstelling tot de vorige waarnemingen is er nu een mogelijkheid voor onafhankelijke verificatie. Er is namelijk nog een camera aan boord: de Ultra Violet Imager (UVI) van Dr George Parks aan de universiteit van Washington in Seattle. Parks: ‘We voelden de verplichting om uit te zoeken of het om een reëel fenomeen ging of om een storing.’

Toen Parks de beelden van z’n camera nader onderzocht, bleken die ook zwarte puntjes te bevatten. Dit leek Franks waarnemingen te bevestigen. ‘Maar,’ vertelt Parks, ‘toen we de testdata uit het laboratorium erbij haalden, bleken daar dezelfde zwarte puntjes in te zitten.’ Parks concludeert daaruit dat de zwarte punten in feite ruis zijn. Over Frank zegt hij: ‘I think he’s interpreting noise.’

Niet iedereen is zo skeptisch als Parks. Frank staat met z’n theorie vrijwel alleen, maar de beelden van zijn camera aan boord van de POLAR-satelliet zijn tamelijk overtuigend. Franks vroegere criticus Professor Donahue bijvoorbeeld gelooft inmiddels dat er weldegelijk iets aan de hand is: ‘We moeten een verklaring vinden voor die 50 kilometer grote gaten in de atmosfeer. En aangezien noch ik noch veel van m’n collega’s iets zien in Franks kleine kometen, zullen we een andere verklaring moeten vinden.’

copyright � Het Inzicht / Jos Wassink, 1998

ARTIKEL Haagsche Courant 03-02-1998
EEN KWESTIE VAN TIMING

Vorig voorjaar beleefden twee Amerikaanse onderzoekers in New Orleans een primeur toen ze een erfelijke ziekte in muizen genazen met gentherapie. Het was de eerste succesvolle toepassing van gentherapie ooit. Opmerkelijk daarbij was dat ze de muizen voor de geboorte hadden behandeld door een virus met het erfelijk materiaal in het vruchtwater te injecteren. Hun succesvolle experiment was direct omstreden toen ze de conclusie trokken dat moeizame pogingen om gentherapie�n te ontwikkelen voor erfelijke ziekten gedoemd zijn te mislukken.

NIET ZO SIMPEL

Het idee achter gentherapie is simpel en elegant. Zo�n twintig jaar geleden werd duidelijk dat erfelijke ziekten vaak te herleiden zijn tot een bepaald stukje DNA (een gen) dat niet goed functioneert. De volgende stap was snel bedacht: wanneer je er in zou slagen om het foutieve DNA te vervangen door een correcte versie, zou de ziekte genezen zijn. Door gentherapie.
De eerste ziekte die men zo hoopte te behandelen is taaislijmziekte. Het is de meest voorkomende erfelijke afwijking binnen het Europese ras en wordt ook wel cystische fibrose of kortweg cf genoemd. Het is een ziekte waarbij er teveel en te taai slijm geproduceerd wordt, met name in de longen. De pati�nten zijn daardoor zeer vatbaar voor longinfecties. Op den duur overlijden cf-pati�nten op jong volwassen leeftijd aan de gevolgen van de longinfecties.
Het grootste probleem van gentherapie is: hoe krijg je een werkend gen in een celkern? Dat wordt op twee verschillende manieren geprobeerd. Amerikaanse onderzoeksgroepen werken vooral met virussen waarvan ze het ziekmakende materiaal vervangen hebben door het gen dat ze willen inbrengen. Engelse teams werken veelal met oplosmiddelen (liposomen) die moeten helpen om het DNA door de celwand naar binnen te loodsen.
Maar ondanks de grote inspanningen en forse onderzoeksbudgetten is er nog nooit iemand in geslaagd om met gentherapie een erfelijke ziekte te genezen. Of welke ziekte dan ook. Telkens weer blijkt een te klein deel van het toegediende DNA�in de cellen terecht te komen en als het er al inzit, dan wordt het weer niet actief. Wat begon als een eenvoudig en elegant idee is vastgelopen in het mulle zand van praktische problemen en onbekende processen binnenin de cel.

SPOORLOOS

Maar vorig voorjaar kwam er een fris geluid vanuit New Orleans. Twee wetenschappers, Dr Janet Larson en Prof J. Craig Cohen, lieten weten dat ze taaislijmziekte bij muizen genezen hadden door middel van -jawel- gentherapie. Wat nog niemand ooit gelukt was, lukte hen met een ogenschijnlijk gemak. Ze hadden simpelweg een virus met het cf-gen ge�njecteerd in het vruchtwater bij muizen-embryo�s. Larson wist als arts met specialisatie vroeggeborenen dat embryo�s het vruchtwater niet alleen drinken, maar het ook inademen. Ze redeneerde dat door een injectie in het vruchtwater het virus de darm- en longcellen zou kunnen bereiken.
Normaal worden muizen met cf ongeveer 30 dagen oud. Dus toen de behandelde dieren eenmaal geboren waren, begon een spannende tijd van wachten.
Inmiddels zijn de behandeld dieren al 16 maanden oud. Een absoluut record voor cf-muizen. Cohen: �Ik weet dat het een groot woord is, omdat het nooit eerder gelukt is, maar we hebben deze dieren GENEZEN.�
Maar toen Cohen en Larson in weefsels van de genezen dieren op zoek gingen naar het bewuste gen, vonden ze niets. Het gen, dat met een virus aan long- en darmcellen was toegevoegd, was spoorloos verdwenen. In feite was het DNA van de behandelde dieren precies gelijk aan dat van onbehandelde cf-muizen. Alleen … die stierven na dertig dagen en de behandelde muizen leken nergens last van te hebben. Nou ja, ze zijn iets kleiner en magerder dan hun gezonde nestgenootjes.
Cohen en Larson trokken de conclusie dat het cf-gen blijkbaar geen rol speelt in het dagelijks functioneren van het slijmvlies, maar wel in de correcte aanleg ervan. Larson: �Als het gen eenmaal z�n werk heeft gedaan, geeft dat een blijvende verandering. Het gen zelf is daarna niet meer nodig.�
Dat het cf-gen een rol speelt bij de aanleg van weefsels en organen klinkt Prof. Johan de Jongste (Sophia Kinderziekenhuis Rotterdam) bekend in de oren. De Jongste: �We weten dat dat gebeurt bij de aanleg van de zaadleiders.� Manlijke cf-pati�nten zijn veelal steriel omdat bij hen de buisjes voor het spermatransport niet (goed) zijn aangelegd. �Dus ik zou me kunnen voorstellen dat er in de longen soortgelijke processen spelen.�

TE LAAT

�Timing is the most critical thing in gene therapy� stelt Larson. Ze paste gentherapie toe op muizen in opeenvolgende stadia van embryonale ontwikkeling en vond dat de therapie alleen in een bepaalde ontwikkelingsfase aansloeg.
Ze toont een microscoop-opnamen van longweefsel in opeenvolgende ontwikkelingsstadia. De eerste foto�s tonen een tamelijk open kanalenstelsel. �Op dit moment kan het vruchtwater met het virus nog overal goed bijkomen� vertelt Larson. �En toevallig is dit ook de fase waarin het slijmvlies wordt aangelegd.� Op latere foto�s wordt het labyrinth complexer en vertakter. Maar dan is het voor gentherapie te laat, zo stellen de Amerikanen.
Dat je gentherapie zo vroeg mogelijk zou toe moeten passen, daar is iedereen het wel over eens. Prof. De Jongste: �Door de erfelijke afwijking ontstaan er infecties die schade veroorzaken in de longen. Bij behandeling van de ziekte is het van groot belang om die zogenaamde secundaire schade zoveel mogelijk te voorkomen.�
Maar Cohen en Larson stellen het scherper: wanneer je de kritieke fase in de ontwikkeling mist, werkt gentherapie niet. Bij de muizen moet de injectie bijvoorbeeld 3 dagen voor de geboorte plaatsvinden. Latere injecties blijken niet aan te slaan.
Cohen veronderstelt dat op het kritieke tijdstip de zogenaamde stamcellen aangemaakt worden voor het slijmvlies. Uit deze stamcellen ontstaan later de slijmvliescellen die het slijm produceren. Cohen:��Als er eenmaal goede stamcellen zijn, ook al zijn het er minder dan normaal, dan kan het dier gewoon overleven.�
Maar wat betekent dat voor gentherapie na de geboorte? Cohen:��Voor gentherapie voor taaislijmziekte betekent dat, dat het niet zal werken.� De stamcellen zijn verkeerd aangelegd, ze produceren defecte slijmvliescellen en geen gen zal daar meer wat aan kunnen veranderen. Dat is dan een gepasseerd station.
Cohen denkt dat cf-pati�nten hun heil moeten verwachten van geneesmiddelen. Hij vermoedt dat bestudering van de processen binnen slijmproducerende cellen aanknopingspunten op kan leveren voor de ontwikkeling van geneesmiddelen. Maar niemand doet daar onderzoek naar. Cohen:��Iedereen is erop gefixeerd om dat gen te vervangen.�
Het werk van Larson en Cohen is binnen de kringen van cf-deskundigen fel omstreden. Men heeft kritiek op de methoden van onderzoek, men vindt de conclusies overhaast en de publicatie te mager. Larson en Cohen aan de andere kant beklagen zich erover dat ze hun verhaal niet kwijt kunnen omdat andere deskundigen hun artikelen tegenhouden.
Tegendraadse wetenschappers als Cohen en Larson hebben negen van de tien keer ongelijk, maar tegelijk zijn alle grote stappen in de wetenschap te danken aan dit soort dwarsliggers. Als Cohen en Larson gelijk hebben is gentherapie voor pati�nten met erfelijke ziekten een doodlopende weg. Men zal dan moeten nadenken over een preventieve behandeling voor de geboorte. En voor de behandeling van bestaande cf-pati�nten zal men twintig jaar terug moeten in het onderzoek. Naar de tijd v��r het fraaie idee van gentherapie.

copyright � Het Inzicht / Jos Wassink, 1998