Als vooral de biologische activiteit van gifstoffen er toe doet, waarom zou je dan moleculen proberen te tellen?
Even was Bram Brouwer wereldnieuws. De Amsterdamse hoogleraar leverde het bewijs dat de Oekraïense politicus Joesjtsjenko aan dioxinevergiftiging lijdt. Betere reclame had Brouwer zich niet kunnen wensen voor een innovatieve analysemethode, waar hij al zo’n veertien jaar aan werkt.
“De meeste analytisch-chemische methoden zijn gericht op structuren. Onze methode is gericht op biologische activiteit”, vertelt Brouwer. Hij legt uit dat dioxineachtige stoffen zich in het lichaam binden aan zogeheten Ah-receptoren. Ah staat voor aryl hydrocarbons, polycyclische aromaten. De combinatie migreert van het cytoplasma naar de celkern en bindt daar aan bepaalde sequenties van twaalf tot veertien basenparen in het DNA die bekend staan als dioxin responsive elements, DRE’s. Hierdoor komen genen tot expressie die coderen voor onder meer cytochroom P450-enzymen. “Ah-receptoren zijn waarschijnlijk ontstaan als bescherming tegen plantengif-achtige stoffen die je via de voeding kunt binnenkrijgen. De enzymen proberen zulke gifstoffen versneld af te breken door oxidatie. Dioxines zetten het systeem eveneens in werking, maar ze worden er nauwelijks door afgebroken. Dat veroorzaakt een enorme oxidatieve stress.”
Luciferase
Brouwers meetmethode heet CALUX, chemical activated luciferase gene expression. “We gebruiken levercellen van een rat, waarin we het gen hebben geplaatst dat codeert voor het ‘vuurvliegjesenzym’ luciferase. Als de Ah-receptoren worden geactiveerd, geven de cellen licht. Omdat het mechanisme versterkingsfactoren bevat, is de methode ongeveer even gevoelig als hogeresolutiemassaspectrometrie.”
Verschillende soorten dioxines uit elkaar houden kun je zo niet, maar in de meeste gevallen is dat ook niet nodig. Aan Joesjtsjenko’s bloed
zijn achteraf HRGCMS-metingen gedaan om de precieze aard van het gif vast te stellen. Het leverde tevens een bevestiging op van de nauwkeurigheid van CALUX: de gevonden concentraties lagen minder dan tien procent uit elkaar.
De ontwikkeling is begonnen in 1991. “Het ministerie van Landbouw vreesde dat er bij een crisis te weinig meetcapaciteit zou zijn. Het moleculaire mechanisme van dioxinevergiftiging was toen nét ontdekt. Rond 1994 hadden we onze eerste publicatie. Samen met STW hebben we het principe toen uitgewerkt tot een meetsysteem. We hebben het voor het eerst kunnen testen toen er dioxine bleek te zitten in Belgisch kippenvoer. En eind vorig jaar zijn we dag en nacht bezig geweest met melk, klei en aardappelen.”
Reach
Drie jaar geleden richtte Brouwer Bio-Detection Systems (BDS) op. De voedingsmiddelenindustrie kan er producten snel laten controleren, om zeker te zijn dat dioxinelimieten niet worden overschreden.
Daarnaast werkt BDS aan detectoren voor andere stoffen die op een vergelijkbare manier het DNA aansturen. Hormonen bijvoorbeeld en endocriene disruptoren in het drinkwater die de werking van die hormonen nabootsen. Of steroïden in het bloed van sporters: “Er wordt telkens een nieuwe stof gevonden die door de analyses heen glipt. Maar de werking is steeds weer hetzelfde. Dus de biologische methode pikt zo’n stof wél op, zelfs als je de structuur nog niet kent.”
De grootste markt kan ontstaan dankzij REACH, het nieuwe Europese stoffenbeleid. Brouwer denkt het gereedschap te kunnen ontwikkelen om tienduizenden stoffen effectief in vitro te screenen op gezondheidsrisico’s. “Tegenwoordig zijn DNA-chips beschikbaar waar alle menselijke genen op zitten. Daarmee maak je van een stof een fingerprint die aangeeft welke genen tot expressie worden gebracht. Daarmee zoek je aangrijpingspunten in het DNA, waar je nieuwe detectoren op kunt baseren. Misschien heb je een honderdtal goede aangrijpingspunten nodig die er voor de meest vitale lichaamsfuncties echt toe doen. Daarmee kun je stoffen in groepen indelen.”
Het kan BDS veel werk opleveren. Tijd om aan een beursgang te denken? “De eerste drie jaar nog niet. We zijn nu met zestien mensen. We groeien gestaag, maar we willen geen zeepbel worden.”
Nog geen opmerkingen