Aan de Universiteit Twente ontwikkelt onderzoeker dr. ir. Richard Schasfoort hiervoor een speciale chip. Voor zijn 'dwarse ideeën' kreeg hij vorig jaar de Vernieuwingsimpuls van NWO. De basis voor de proteomics chip heeft hij al gelegd, met de ontwikkeling van een 'patient monitoring system' voor prostaatkanker dat volgens hetzelfde principe werkt. Schasfoort start nu met een 'Biochip'-groep om dit verder uit te bouwen voor proteoom-onderzoek.
De blauwdruk van een organisme is te vinden in het proteoom, het totale pakket aan eiwitten dat in dit organisme tot uitdrukking komt. Niet alle eiwitten hebben rechtstreeks verband met het DNA, ze reageren bijvoorbeeld weer onderling. Het vinden van het eiwitpatroon -elke cel heeft zo'n 10.000 eiwitten waarvan er duizenden vrij onbekend zijn- is een race die daarom eigenlijk nog meer inzicht biedt dan het volledig in kaart brengen van het DNA. Het betekent opnieuw een race: voor de internationale Human Proteome Organisation (HUPO) is het de uitdaging meer dan 300.000 eiwitten in kaart te brengen.
Goud
Voor proteomics zijn al wel technieken beschikbaar. Ze zijn echter omslachtig: het is eigenlijk visueel herkennen van eiwitten en de interessante eruit pikken met een soort chemische pincet. Voor heel veel parallelle proeven is dit niet geschikt, vindt Schasfoort: hij ziet grote kansen voor een combinatie van 'microfluidics' en de detectietechniek Surface Plasmon Resonance imaging (SPR). Hij wil op die manier een laboratorium bouwen op een chip, voor het tegelijk in beeld brengen van honderden of duizenden eiwitten. Op de chip wordt het proteoom via een scheidingstechniek opgesplitst in de afzonderlijke eiwitten, die gaan interacties aan met moleculen die op kleine goudvlakjes zijn aangebracht, en die slechts met één eiwit een interactie aangaan. Door die interacties verandert de brekingsindex, ze zijn dus met licht waar te nemen. Een laser scant daarvoor alle vlakjes, en met een camera is een totaalplaatje te krijgen.
De nieuwe Biochip-groep van Schasfoort, onderdeel van Biofysische Techniek bij Technische Natuurkunde, gaat hiervoor een gentegreerd systeem ontwikkelen, waarvoor NWO hem vorig jaar de Vernieuwingsimpuls verleende, bestaand uit 1,5 miljoen gulden voor vijf jaar. Als basis dient het systeem dat Schasfoort al samen met Europese collega's ontwikkelde voor de monitoring van prostaatkanker. Daar past hij samen met zijn collega's SPR toe om de aanwezigheid van een eiwit in bloed aan te tonen, met een nauwkeurigheid van een tiende nanogram per milliliter. De chip wordt verder uitgebreid om een groot aantal reacties tegelijk aan te kunnen. De hele afhandeling en scheiding van vloeistoffen gebeurt dan op dezelfde chip, terwijl ook de laser en camera nog compacter zijn te maken.
Dr. Richard Schasfoort (43), van huis uit chemicus, ontwikkelde eerder al SPR-technieken voor 'groot-formaat' analysemachines. Na een uitvoerige kennismaking met microfluidics, in de groep van prof. Albert van den Berg, wil hij SPR nu koppelen aan deze microsystemen die heel kleine hoeveelheden vloeistof manipuleren en besturen. Het potentieel van lab-on-chip bleek ook al in het Human Genome project, toen chips op de markt kwamen voor DNA-sequencing
Informatie over het Europese project voor monitoring van prostaatkanker is te vinden op www.imec.be/PAMELA
