‘Gedurende mijn tijd als PhD-student biochemie liep ik tegen heel wat problemen aan binnen de structurele biologie’, vertelt Wouter van Putte, CEO en medeoprichter van PUXANO. Hij deed zijn onderzoek bij het Vlaams Instituut voor Biotechnologie (VIB-IRC) en de Universiteit Gent. ‘Cryo-elektronenmicroscopie, cryo-EM, is een geweldige techniek voor structuuropheldering van een eiwit, maar wanneer je naar een kernfaciliteit gaat, heb je nooit de garantie op een goed beeldresultaat. Je monster blijkt toch niet in orde; je eiwit blijkt een andere oriëntatie te hebben dan gedacht; of de concentratie is te laag. Hetzelfde geldt ook voor eiwitproductie en andere stappen binnen het domein van structurele biologie. Wij willen deze problemen oplossen door de globale workflow te optimaliseren.’ 

Drie speerpunten

De portfolio van PUXANO omvat maar liefst drie technologieën die ze als service aanbieden aan onderzoeksgroepen en bedrijven. Ten eerste de monstervoorbereiding. ‘Ons systeem, UltraP, is gebaseerd op gemodificeerde antilichamen’, zegt Moises Maestro, hoofd Protein R&D en Services binnen PUXANO. ‘Dit platform past prima bij zogenoemde affinity beads, waarbij we het beoogde eiwit “vangen”. Vooral bij monsters waarbij de concentratie van het eiwit erg laag is, werkt dat heel goed. Vervolgens kun je er dan cryo-EM of een andere techniek op loslaten.’

Ook bij de grids, de sample -houder die wordt gebruikt in cryo-EM, zorgt PUXANO voor verbetering. Maestro: ‘We gebruiken bijvoorbeeld grafeen-grids, die het eiwitcomplex beter stabiliseren dan de nu vaak gebruikte holey grids. Daardoor kunnen we ook moleculen ophelderen die anders te makkelijk uiteenvallen.’ En ten slotte zit PUXANO ook niet stil op computergebied. ‘Met Procondor automatiseren we het verkrijgen van alle informatie over het target-eiwit: gegevens uit de literatuur, databases en experimentele data’, legt Maestro uit. ‘Daar laten we berekeningen op los en het programma biedt vervolgens een goed startpunt voor onze klanten om bijvoorbeeld eiwitten te modificeren of om nieuwe te ontwerpen via diverse AI-modellen.’

‘Met onze grafeen-grids kunnen we ook de structuur bepalen van complexen die anders makkelijk uiteenvallen’

Moises Maestro

Met deze combinatie van deze technologieën biedt PUXANO gestroomlijnde diensten om onderzoeksgroepen te helpen bij een specifiek probleem. Je kunt daarbij denken aan antigeen-ontwerp, eiwitstructuurbepaling, kwaliteitsanalyse van nanodeeltjes zoals lipide-nanopartikels of eiwit-eiwit-interactie-profilering. 

Niet stilzitten

In tegenstelling tot veel start-ups binnen de chemie en life sciences is PUXANO niet begonnen als universitaire spin-off. Hoewel de roots binnen de academie liggen, zijn de technologieën pas na de oprichting, in mei 2021, ontwikkeld dankzij Vlaamse en Europese onderzoeksbeurzen (VLAIO, EuroCC, EuroHPC, Eurostars). ‘In het begin was dat behoorlijk pittig, want we hadden geen “vliegende” start met betrekking tot financiën en advies’, vertelt Van Putte ‘Maar we zijn blij dat er vrijwel gelijk interesse was van potentiële klanten die kampten met problemen binnen de structurele biologie. Er was geen standaardtechnologie beschikbaar en dat gaf ons ook de focus om iets te maken dat direct kon worden ingezet binnen onze diensten en dit werd ook onze richtlijn voor latere ontwikkelingen.’ En dus gingen Van Putte en medeoprichters Marie-Aline Mattelin en Sam Detry gelijk aan de slag.

‘In het begin was het pittig, we hadden geen vliegende start’

Wouter Van Putte

Momenteel loopt er een groot project met een bekend vaccin-bedrijf en een antilichaam-bedrijf, waarvan Van Putte en zijn collega’s de namen niet kunnen noemen. En met een Amerikaans bedrijf dat PUXANO al kort na de oprichting had geholpen wordt binnenkort een nieuw project opgestart. Daarnaast zijn er ook kleinere service packages die voor herhaalopdrachten zorgen. De zaken lopen dus goed voor de start-up. Maar er liggen nog genoeg uitdagingen te wachten. ‘We hebben nog heel wat verbeterpuntjes’, zegt Maestro, die in november 2022 aansloot bij het team. ‘Zo moeten we de productie van de grids voor cryo-EM verder opschalen zonder dat het verlies aan kwaliteit geeft. En wat betreft het eiwitontwerp en de monstervoorbereiding; die willen we geschikt maken voor meer soorten eiwitten. Tenslotte moet wat ons betreft alles nóg sneller en efficiënter.’ Daar voegt Van Putte aan toe: ‘We zijn een servicebedrijf; we kunnen niet stilstaan. Als je technologie niet optimaal is, zullen klanten zich wenden tot de concurrent.’

Op dit moment doet Van Putte en zijn team zo’n drie tot vijf grote projecten in een jaar, naast de service packages. Dat kan in de toekomst worden uitgebreid, naarmate het team groter wordt, geeft Van Putte aan. Hij verwacht dat er steeds meer vraag zal zijn naar servicebedrijven als PUXANO. ‘We hebben niet alleen goede experimentele validatie-systemen in huis, maar ook de eigen technologieën die leiden tot versnelde workflows die erbij horen. En dit combineren we dan weer met een uitgebreide computationele expertise. Het geheel, van in silico -werk tot snelle, nauwkeurige experimentele validatie is hard nodig voor de toekomst van eiwitonderzoek en eiwit-engineering.’