Een test die ‘weegt’ of én hoeveel corona je hebt, maar ook griep en misschien zelfs kanker kan herkennen. Dat is waar moleculair bioloog Maarten Dhaenens en doctoraatsstudent Bart Van Puyvelde het afgelopen jaar aan gewerkt hebben. “Deze manier van testen biedt zoveel mogelijkheden voor de toekomst.”
Soms moet je tegengas durven geven als je ergens in gelooft. Dat is exact wat doctoraatsstudent Bart Van Puyvelde (links achteraan op de foto hierboven) heeft gedaan. Hij wist zijn promotor Maarten Dhaenens (rechts vooraan hierboven) te overtuigen om zijn onderzoek naar massaspectrometrie toe te spitsen op het coronavirus.
Een week voor het hele land voor het eerst op slot ging, kreeg Van Puyvelde een idee. Wat als hij zijn onderzoek naar toepassingen van massaspectrometrie kon gebruiken in de huidige crisis? Wat als hij op die manier kon testen of iemand besmet was met het coronavirus? “Mijn idee kon eerst op weinig enthousiasme rekenen. ‘We hebben al genoeg werk en het is nog nooit iemand gelukt. Laat ons dat er niet nog bijnemen’, was de boodschap die ik kreeg. Maar ik ben koppig blijven aandringen tot ik een ‘ja’ kreeg”, vertelt hij. Een week later konden ze met de eerste stalen van patiënten aan de slag. “We wilden gewoon aantonen of we via een massaspectrometer iets konden vinden dat wijst op corona. Dat is ons op korte tijd gelukt.”
Weegschaal zonder zwaartekracht
Die massaspectrometer kan je zien als een hypergevoelige weegschaal, legt Van Puyvelde uit. “Maar dan een waar we geen zwaartekracht gebruiken, maar wel snelheid.” Op dit moment wordt massaspectrometrie al gebruikt in ziekenhuizen, om bijvoorbeeld de hielprik bij baby’s te onderzoeken. Voor virussen werd de techniek tot nu toe nog niet gebruikt, tot Dhaenens en Van Puyvelde erin slaagden om de stalen zo te zuiveren dat je ook virussen kan herkennen.
Hoewel hun coronatest ook begint met een neusswab, werkt die helemaal anders dan de klassieke PCR-test. In dit geval worden de eiwitten uit je neus ‘gewogen’. “Elk eiwit is opgebouwd uit ketens van aminozuren. Er bestaan zo’n twintig verschillende soorten aminozuren. Die kan je zien als LEGO-blokjes, waar je oneindig veel unieke combinaties mee kan maken. Elke unieke combinatie kan iets aantonen. Zo heeft ook het coronavirus een unieke combinatie, waardoor je die kan herkennen”, legt moleculair bioloog Maarten Dhaenens uit.
Kans op overlijden voorspellen
Hoe dat precies werkt? “We breken de eiwitten uit de stalen eerst in kleinere peptiden (bouwsteentjes voor eiwitten) en verdampen (ioniseren) die vervolgens. Op zoek naar de juiste peptiden van corona, worden die in een buis onder vacuüm gezogen waarna ze vliegen van de ene naar de andere kant. Aan de snelheid kunnen we meten hoe zwaar ze zijn. Net als een vrachtwagen die trager optrekt dan een sportwagen, kunnen we bij moleculen ook dat onderscheid maken. We meten dus hoe zwaar ze zijn op basis van snelheid en niet op basis van zwaartekracht.”
Eens ze weten welke peptiden ze moeten zoeken, maken de onderzoekers gebruik van andere massaspectrometers in de kliniek, die de peptiden ‘schudden’. “Dat is als een goudzoeker in de rivier, waarbij enkel de peptiden van het coronavirus blijven liggen”, vertelt Maarten Dhaenens. “We hebben nu nog een laatste toevoeging gedaan aan de staalvoorbereiding. We voegen nu ook moleculaire pincetjes toe. Dat zijn antilichamen tegen het virus. Die halen de ‘goudklompjes’ er als eerste uit. Daardoor is ook het uitlezen van het resultaat heel simpel. We moeten enkel nog een drietal piekjes bekijken.”
Als de onderzoekers bloed gebruiken bij de test in plaats van een neusswab, kunnen ze zelfs nog een stap verder gaan. “We kunnen aan de hand van de eiwitten in het bloed zelfs voorspellen hoe groot de overlevingskans is als iemand het coronavirus heeft. Hoe meer eiwit van het virus er in je bloed zit, hoe kleiner de kans is dat je het zal overleven. Dat we dat kunnen zien, is uniek.”
Corona, griep en zelfs kanker
De onderzoekers beseffen dat het moeilijk is om de PCR-test van de troon te stoten. “De PCR-test is ondertussen de gouden standaard geworden. Het is een uitmuntende manier om na te gaan of iemand corona heeft of niet, maar ze heeft een aantal gebreken. Die proberen wij op te vangen én we willen graag nog een stap verder gaan. We zien een pak meer toepassingen dan enkel het coronavirus. Met de massaspectrometer moet je in de toekomst ook kunnen zien welke variant van het coronavirus je hebt. Maar evengoed of je gewoon een griep hebt. We denken er zelfs kanker mee te kunnen opsporen. De toepassingen zijn eindeloos”, klinkt het.
Bovendien is het met de ‘mass spec test’ mogelijk om meerdere stalen tegelijk te testen. “Dankzij die moleculaire pincetjes kan je bijvoorbeeld dertig stalen mixen en die in één keer onderzoeken. Pas als er één besmetting tussen zit, moet je iedereen apart testen. Dat zal vooral handig zijn tegen het einde van de crisis, wanneer er niet veel besmettingen meer zijn. Nu onderzoeken we hoeveel stalen we in één keer kunnen testen.”
Fantastisch jaar
Dat het onderzoek nu ook tot een klinisch bruikbare test heeft geleid, is dan ook de kers op de taart. “In het Verenigd Koninkrijk heeft de National Health Service (NHS) verder gebouwd op ons onderzoek en zijn ze de test nu aan het proefdraaien in een klinische studie. De eerste resultaten zijn alvast veelbelovend”, vertelt Dhaenens optimistisch. Een optimisme dat Van Puyvelde deelt: “Het is vreemd om te zeggen, maar het afgelopen jaar was een fantastisch jaar voor mij. We doen heel relevant werk nu en dat voelt enorm goed. Dat dat allemaal is begonnen omdat ik koppig heb doorgezet, is achteraf gezien wel grappig (lacht).”
Lees ook
Hoe kleine zebravissen de wetenschap vooruithelpen
Met 15.000 zijn ze, de zebravissen in de Core Zebrafish Facility Ghent op de site van UZ Gent. Ze worden er in de beste omstandigheden gekoesterd en verzorgd als proefdier door de onderzoekers van het Centrum Medische Genetica.
Hoe wetenschap ons kan helpen om muggen weg te houden
Ben je die jeukende muggenbeten ook beu? UGent-onderzoekers bestrijden muggen met wetenschap, en werken aan een product dat muggen verjaagt met bacteriën.
Zo vermijd je parasieten op reis
Vakantie! Je kijkt al uit naar al de heerlijke dingen die je gaat eten op reis, maar wacht … Kan je zomaar om het even wat eten? “Er zijn toch een aantal voedingswaren waar je wat voorzichtig mee moet zijn.” Professor Sarah Gabriël vertelt ons hoe je kan vermijden dat je parasieten terug mee naar huis neemt.
Revolutie in de plastische chirurgie: menselijk weefsel rolt uit de printer
Nieuwe stukjes bot, spier, huid of vet maken met een 3D-printer om letsels te genezen. Klinkt futuristisch? Vandaag worden de eerste stappen al gezet! We spraken met plastisch chirurg en professor Phillip Blondeel over zijn onderzoek naar tissue engineering.
