Hoe ziet de operatiekamer van de toekomst eruit? Fysicus Ron Heeren ontwikkelt aan de Universiteit Maastricht innovatieve technieken die de moleculaire structuur van bijvoorbeeld tumorweefsels zeer precies in kaart brengen. ‘Dit soort diagnostiek kun je straks in een iPhone inbouwen.’
Foto: Harry Heuts
Hoe brengt u de moleculaire structuur van weefsels in kaart?
‘Als er bij een patiënt een stukje weefsel wordt verwijderd tijdens een operatie, dan gaat dat normaal gesproken naar de pathologie. Een patholoog snijdt er een heel dun plakje van en gooit daar een kleurstofje bij. Dat kleurt de celkernen blauw en de eiwitten eromheen rood. Op basis van de vorm en dichtheid van de cellen bepaalt de patholoog of het gezond of tumorweefsel is.
‘Wij nemen datzelfde plakje en maken daar moleculaire foto’s van met behulp van massaspectrometrie. Op basis van de massa bepalen we om wat voor molecuul het gaat en ieder molecuul krijgt een andere kleur. In plaats van alleen naar rood en blauw te kijken, kijken we dus naar duizenden kleuren. Dat noemen we moleculaire pathologie.’
Heeft u dan niet te veel informatie?
‘Dat is een van de uitdagingen: wat doe je nu met die informatie? Maar omdat je zo veel informatie hebt, kun je ook heel anders naar de classificatie van weefsel gaan kijken. Een chirurg snijdt bij een tumor altijd iets meer weg dan dat hij denkt dat nodig is. De patholoog moet vervolgens bepalen of het weefsel om die tumor heen schoon is.
‘Maar een tumor is niet één type cel, maar duizenden typen cellen. Met die moleculaire signatuur kunnen we dat allemaal in kaart brengen. Als er aan de rand nog tumorcellen zitten, dan weten we dat de chirurg niet voldoende heeft weggesneden. Een patholoog doet dat op basis van de vorm van het weefsel en wij doen dat op basis van die moleculaire patronen.’
‘De mooiste dingen ontdek je door er niet specifiek naar te zoeken’
Medisch bioloog Yvette van Kooyk wil het immuunsysteem leren kankercellen aan te vallen door hun suikerjas-vermomming weg te knippen.
‘Voor sommige operaties is het ongelooflijk belangrijk om ter plekke die informatie aan de chirurg te geven’
Kan dit een doorbraak betekenen in de gezondheidszorg?
‘Ik denk dat het al een doorbraak is. Weliswaar nog op kleine schaal, maar het feit dat verschillende academische medische centra in Nederland deze technieken aan het introduceren zijn, spreekt boekdelen. We zijn in Maastricht alweer een stapje verder: we gaan moleculaire informatie ook tijdens een operatie gebruiken. Dat doen we met een iKnife, een intelligent knife, dat is ontwikkeld door Zoltan Takats, van Imperial College in Londen.
‘Als een chirurg snijdt, verbrandt hij weefsel. Dat weefsel wordt door het iKnife ter plekke geanalyseerd en vergeleken met de moleculaire beelden die wij eerder hebben gemaakt. Dus de chirurg diagnosticeert terwijl hij aan het snijden is en bepaalt of hij in tumorweefsel of gezond weefsel zit. Voor sommige operaties is het ongelooflijk belangrijk om meteen ter plekke die informatie aan de chirurg te geven. Dan hoeft hij bijvoorbeeld geen tweede keer te opereren, maar kun je meteen op dat moment een besluit nemen om meer materiaal te verwijderen, of juist niet. Dat is wat ik zie als de toekomst.’
Wat is de volgende grote stap?
‘Een van de dingen, waar we al een beetje mee bezig zijn, is het zo klein maken van dit soort diagnostiek, dat je het letterlijk in een iPhone kunt inbouwen. De technieken die wij ontwikkelen kunnen we dan ook vertalen naar de praktijk van de huisarts, of mensen kunnen zelfs persoonlijke diagnosen gaan doen. Dat zou mijn grote droom zijn.
‘Ik denk dat dat nog wel gaat lukken voor het einde van mijn carrière. Er zijn heel veel mensen mee bezig, incluis wijzelf. Misschien lukt het nog niet in je telefoon, alhoewel daar ook grote stappen gemaakt zijn, maar dat zo’n massaspectrometer in de praktijk van een huisarts staat, dat gaat denk ik wel gebeuren.’
Altijd op de hoogte blijven van het laatste wetenschapsnieuws? Meld je nu aan voor de New Scientist nieuwsbrief.
Lees ook: