Het lukt Hair Diagnostix als eerste om met microscopische kristallen het chemische dagboek van het haar in kaart te brengen. De nieuwe techniek heeft allerlei potentiële toepassingen.

Stoffen als cocaïne en GHB zijn na een dag niet meer in het bloed aan te tonen. Wat nu als je wilt weten hoe de blootstelling aan die drugs in het verleden was? De analyse van haren brengt dan uitkomst. De analyse van bijvoorbeeld drugs in hoofdhaar gebeurt al langer, maar is lastig en in de rechtbank omstreden. Meestal vindt de analyse plaats door extractie van stoffen uit het haar gevolgd door vloeistofchromatografie en massaspectrometrie.

‘Maar haren groeien niet allemaal even snel’, schetst Ed Pennings, toxicoloog bij The Maastricht Forensic Institute, het probleem. ‘Ongeveer 20 % van het haar bevindt zich in de rustfase. Als je dan een pluk haar analyseert, dan kijk je in de ene haar een tot twee maanden terug in de tijd en in de andere drie tot vier maanden. Zo’n analyse levert geen scherpe dagelijkse piek op. Als je met de gebruikelijke techniek haar analyseert om bijvoorbeeld therapietrouw te controleren, dan kun je hooguit zien of de persoon een maand zijn medicijnen liet staan.’ Forensisch onderzoekers lezen het chemische dagboek in haar daarom met routinetechnieken van maand tot maand en niet van dag tot dag.

Kristallen

In Maastricht lukt het tegenwoordig wel om per haar een groeidag te analyseren. Hoogleraar moleculaire beeldvorming Ron Heeren is medeoprichter van de aan de Universiteit Maastricht gelieerde Dutch Screening Group, die onderzoek doet naar moleculaire imaging-technieken. Bij zijn vorige werkgever, FOM-AMOLF in Amsterdam, startte hij zijn onderzoek naar de forensische analyse van haren. In 2018 leidde dat tot de oprichting van Hair Diagnostix, een spin-off van de Dutch Screening Group.

Met een apparaat dat nog het meest lijkt op een potloodslijper splitsen onderzoekers van Hair Diagnostix een haar in de lengterichting, waardoor het inwendige bloot komt te liggen (zie kader). Voor de analyse gebruiken de onderzoekers MALDI (matrix assisted laser desorption/ionisation). Heeren legt uit hoe het proces in zijn werk gaat: ‘Als eerste spuiten we microscopische druppeltjes matrixvloeistof (2,5-dihydroxybenzoëzuur en trifluorazijnzuur in methanol, red.) op een gesplitste haar. In de breedte passen er tot twintig druppeltjes op. Stoffen in het haar lossen in de vloeistof op waarna die kristalliseert. Met een laser ioniseren we vervolgens een voor een de ongeveer 1 µm grote kristallen. Die ionen analyseren we in een massaspectrometer. Op deze manier krijgen we een beeld van verdeling van stoffen in het haar in de groeirichting en in de breedterichting.’

Borstimplantaten

Hair Diagnostix biedt inmiddels meerdere tests aan voor stoffen in haren, zoals de analyse van drugs, nicotine, sporenelementen en therapietrouw. Onlangs was hun test voor lekkende siliconen-borstimplantaten in het nieuws. Siliconen bevatten resten platina, een bij de productie gebruikte katalysator. Als siliconen uit implantaten lekken, komt er platina in het bloed en uiteindelijk in het haar.

Ondanks de precisie van de analyse, liggen er toch valkuilen op de loer. Behalve via het bloed kunnen stoffen ook langs andere weg in of op het haar komen. ‘Nat haar, bijvoorbeeld door zweten, zwelt op, waardoor opgeloste stoffen in het haar trekken’, zegt forensisch toxicoloog Pennings. ‘Andersom kun je stoffen ook uit het haar wassen. We zien bijvoorbeeld dat de concentratie cocaïne in haren van gebruikers afneemt naarmate je dichter bij de tip van de haren komt.’

Forensisch onderzoek

Cocaïne is een beruchte stof als het gaat om haaranalyse. Het is niet mogelijk om aan te tonen of de cocaïne gebruikt is of vanuit de omgeving op het haar kwam. Pennings: ‘Cocaïne zit op elk eurobiljet in hoeveelheden die je met massaspectrometrie kunt aantonen. Als je geld in handen hebt en dan door je haar wrijft, dan zit er aantoonbaar cocaïne op je haren. Met massaspectrometrie kun je dus heel gevoelig cocaïne in haren aantonen, maar de techniek zegt niets over de manier waarop cocaïne in het haar terechtkwam. De interpretatie van de resultaten van haaranalyses is dus moeilijk.’

Hoofdonderzoek bij Hair Diagnostix Ana Miguel Pego vertelt dat ze om die reden de haren volgens strikte protocollen wassen om externe verontreinigen te verwijderen. ‘Daarnaast kijken we ook nog in de breedte naar een haar. We zien dus of er een piek met bijvoorbeeld cocaïne in het centrum van het haar of juist aan de buitenkant zit.’

Dat de omgeving van een persoon belangrijk is, blijkt ook uit de analyse van platina. Pego: ‘We valideerden de test voor Nederlandse vrouwen. In andere geografische regio’s zitten mogelijk hogere concentraties platina in de omgeving of het drinkwater en dan is de baseline van platina in haar hoger. Voor die regio’s zullen we de test opnieuw moeten valideren.’

Gedegen validatie

Validatie van de techniek van Hair Diagnostix is een onderwerp van onderzoek. Voor forensisch onderzoek (drugs) of klinische trials met geneesmiddelen (therapietrouw) is een gedegen validatie noodzakelijk. Heeren: ‘Onze huidige tests kijken niet naar concentraties van stoffen, we tonen alleen in de tijd aan of een stof voorkomt. Voor de meeste tests is dat voldoende. Als er platina in haar zit, dan lekken borstimplantaten; de concentratie van het platina is dan niet relevant. Voor de toekomst werken we echter aan medisch onderzoek naar natuurlijke metabolieten en andere endogene moleculen in haren in relatie tot de activiteit van ziektes.’

Hair Diagnostix bekijkt verder of zijn techniek geschikt is voor de analyse van doping. Gesprekken met de Nederlandse Dopingautoriteit hebben al plaatsgevonden. Pennings: ‘Ik vermoed dat een aantal wielrenners het lichaam scheert, juist om dit soort onderzoek te voorkomen.’ Daaraan voegt Heeren toe: ‘In theorie is ons onderzoek ook mogelijk met vinger- en teennagels.’