In ons lichaam wemelt het van de metabolieten; kleine moleculen die doorlopend worden aangemaakt, omgezet en weer afgebroken als bij- of tussenproduct in talloze biochemische pathways. Daarmee vertellen metabolieten veel over wat er precies plaatsvindt in die routes en dat maakt ze aantrekkelijk als biomarkers voor diagnose en behandeling van uiteenlopende ziekten.  

Maar het identificeren van al die metabolieten in complexe, biomedische samples is geen sinecure. Rianne van Outersterp ging voor haar promotieonderzoek in de Molecular Structure & Dynamics-groep van Jos Oomens (FELIX laboratory, Institute for Molecules and Materials, Radboud Universiteit), de uitdaging aan om nieuwe technologie te ontwikkelen waarmee beter en sneller de moleculaire structuur van metabolieten kan worden opgehelderd. Dat resulteerde in haar proefschrift ‘Metabolite identification using infrared ion spectroscopy’, waarop ze in januari 2023 cum laude promoveerde. En dat was niet de enige lof die haar ten deel viel.  

Technisch uitdagend

Voor haar proefschrift won ze eerder dit jaar al een IMM Best Thesis Award en nu is daar de I.M. Kolthoff-prijs van de KNCV Sectie Analytische Chemie (SAC) aan toegevoegd. Van Outersterp kreeg de prijs overhandigd tijdens het Analytical Solutions congres op 28 mei jl. uit handen van juryvoorzitter Rainer Bischoff. Van de acht genomineerden sprong het werk van Van Outersterp eruit vanwege de indrukwekkende hoeveelheid, technisch uitdagend werk die ze heeft verricht, dat bovendien zeer gevarieerd was en dat ze met een enorme diepgang heeft uitgevoerd, aldus Bischoff in zijn toelichting. Hij wees er daarnaast op dat ze er ook nog in is geslaagd om in samenwerking met Janssen Pharmaceutica de stap naar concrete toepassing in de farmaceutische industrie te zetten.  

[Lees verder onder de foto]

De kern van het onderzoek van Van Outersterp draait om het ingenieus combineren van LC en IRIS (infrared ion spectroscopy) - twee technieken die normaliter op een heel andere tijdsschaal opereren, maar dankzij het ontwikkelen van een online fraction collection-systeem lukte het haar om beide methoden op elkaar aan te laten sluiten waardoor identificatie van metabolieten veel sneller gaat en dus de algehele karakterisatie van een sample enorm verbetert.  

Tijdige diagnose

Mogelijke toepassingsgebieden zijn er volop. Van Outersterp heeft er twee in haar onderzoek uitgewerkt. Het project met Janssen draaide om het beter in kaart brengen van drug metabolites; de verschillende afbraakproducten van geneesmiddelen. Dit is relevant om zicht te krijgen op eventuele toxische metabolieten die kunnen ontstaan, wat weer gevolgen kan hebben voor het verdere drug development traject. Een heel andere toepassing betreft de identificatie van biomarkers voor aangeboren metabole ziekten. Van Outersterp heeft specifiek gekeken naar pyridoxine-dependent epilepsy (PDE), een aandoening die te behandelen is, maar tijdige diagnose bij pasgeborenen is cruciaal om hersenschade te voorkomen. De techniek van Van Outersterp bleek in staat om een essentieel metaboliet dat duidt op PDE te identificeren. Validatie in oude hielpriksamples wees uit dat ook in die monsters de ziekte kon worden aangetoond. Dit kan de opmaat vormen naar opname van deze test in de hielprikscreening, aldus Van Outersterp in haar presentatie.   

De metabole ziekten hebben nog steeds haar interesse, vertelt ze naderhand. ‘Ik werk nu als postdoc in het Radboudumc aan het gebruik van MS-technieken voor diagnose van metabole ziekten en dan specifiek ziekten die samenhangen met het suikermetabolisme en afwijkende glycosylering.’ Ondanks het succesvolle project met Janssen koos ze niet voor een baan in de industrie. ‘Tijdens mijn bachelor dacht ik nog wel dat ik voor de industrie zou kiezen, maar toen ik mijn stage bij het FELIX lab [laserfaciliteit van de RU, red.] had gedaan, besloot ik dat ik onderzoek wilde doen. Vervolgens heb ik nog een stage gedaan bij Peter Schoenmakers in Amsterdam, waar ik LC heb geleerd. Ik was dus goed voorbereid op mijn promotieonderwerp.’ Ondanks die goede voorbereiding was het een flinke klus. ‘We wisten dat het moeilijk zou worden, en dat was ook zo’, zegt ze luchtig. ‘Tijdens zo’n traject begin je met een probleem en je hebt een idee van de oplossing, maar gaandeweg kom je pas tegen wat je eigenlijk moet gaan onderzoeken.’  

De KNCV Sectie Analytische Chemie reikt iedere twee jaar de I.M. Kolthoff-prijs (€2000,-) uit voor het beste proefschrift in de analytische chemie. Daarnaast beloont de SAC jaarlijks de beste masterscriptie met de Van Deemter-prijs. Meer over de activiteiten en prijzen van de SAC: sac.kncv.nl