ľ�ϸ���Ӱ��

Utrechtse wetenschappers zijn erin geslaagd van ieder molecuul afzonderlijk de massa te kunnen meten. Dat biedt vergaande toepassingen in bijvoorbeeld gentherapie, waarin een precieze meetmethode cruciaal is. De onderzoekers publiceren hun bevindingen 9 maart in Nature Methods.

Met massaspectrometrie meten onderzoekers de massa van moleculen. Maar tot nog toe kon dat niet rechtstreeks. Onderzoekers bepaalden met een massaspectrometer de lading van de ionen in een molecuul en rekenden vervolgens terug. Dat lukt aardig wanneer de moleculen en hun lading bekend zijn, maar in een gemengd eiwitcomplex met een grote massa is dat een bijna onmogelijke opgave.

Massaspectrometer

De onderzoeksgroep onder leiding van Albert Heck deed aanpassingen aan hun massaspectrometer in het lab en ontwikkelde daarbij speciale software, waardoor ze een nieuw type metingen kunnen doen. De massaspectrometer is een groot instrument – formaat kopieerapparaat – waar middenin een soort capsule zit met de grootte van een vingerkootje: de Orbitrap. De ionen die hier doorheen worden geleid, cirkelen om een elektrode heen, waar vervolgens een signaalstroompje uitrolt. “Nu kunnen we elk ion in de massaspectrometer apart bekijken. Daardoor hoeven we niet meer te kijken naar de lading, maar meten we direct de massa”, zegt eerste auteur Tobias Wörner. “Dat maakt het mogelijk de massa te bepalen van dingen die geen eenduidige massa hebben.”

Gendefect

Gentherapie is een concrete toepassing hiervan, waarbij de nieuwe manier van meten een wereld van verschil kan maken. Gentherapie wordt nu sporadisch toegepast bij kinderen met een zeldzaam gendefect. Daarbij brengen artsen een onschuldig virus in, waaraan wetenschappers een gezond stukje gen hebben meegegeven. Vorig jaar kwam deze vorm van therapie bijvoorbeeld op de markt voor de spierziekte SMA onder de naam Zolgensma. Kosten: 2,12 miljoen dollar, het duurste medicijn ter wereld.

“De kunst is het goed toevoegen van het gen aan het virus. Daarvoor zijn methodes die dat kunnen meten cruciaal. Is het gen te lang, dan wordt het niet opgenomen door het virus of opgeknipt. Is het te kort, dan is er kans dat het virus twee stukken opneemt. Ook kan het zijn het virusdeeltjes helemaal geen gen hebben ingebouwd. De kwaliteit van zo’n zogeheten genproduct was tot nu toe niet te meten”, vertelt Heck. Dat verandert met deze nieuwe methode. “Nu kunnen we meten of en welke stukjes het virus heeft opgenomen. We worden nu al gevraagd door meerdere internationale farmaceutische bedrijven, die graag willen dat we dit voor ze gaan doen, want gentherapie is bezig aan een renaissance.”

Open software

De nieuwe massa-analyse is te gebruiken voor uiteenlopende, grote complexen: antistoffen, ribosomen, eiwitklonteringen en virussen met of zonder gen erin. “Dit is echt een enorme doorbraak”, zegt Heck. “Dit opent zoveel mogelijkheden. Ik denk dat we pas heel veel later zullen beseffen hoe groot deze doorbraak is geweest.”

Fabrikant Thermo Fisher Scientific heeft laten weten de nieuwe toepassing voorlopig nog niet op de markt te brengen. Maar de software van het Hecklab komt wel beschikbaar. “De ontwikkelde software maken we vrij toegankelijk”, vertelt Joost Snijder, als universitair docent betrokken bij het onderzoek. “Dus ieder lab met een Orbitrap kan het straks ook gaan proberen.”

Publicatie

. Nature Methods, 9 maart 2020. DOI 10.1038/s41592-020-0770-7. Tobias P. Wörner*, Joost Snijder*, Antonette Bennett, Mavis Agbandje-McKenna, Alexander A. Makarov* and Albert J. R. Heck*

*Auteurs verbonden aan Universiteit Utrecht