Hoe laag kun je gaan? Eiwitten meten in één bloedcel

Eiwitten meten in cellen, we zijn er heel goed in bij Sanquin. Maar bij kleine cel-aantallen wordt het lastig. Sanquinonderzoeker Arjan Hoogendijk werkt met collega’s aan een techniek die dat mogelijk moet maken. Die ontwikkeling kan veel onderzoek vooruithelpen, van het begrijpen van bloedcellen tot het verbeteren van immuuntherapieën.

De bottleneck

Sanquin heeft ruime ervaring met proteomics, het in kaart brengen van eiwitten in cellen. Dat levert waardevolle informatie op voor onderzoek naar bijvoorbeeld bloedstollingsziekten, en wordt breed toegepast binnen Sanquin. Maar voor veel vragen zijn vaak maar heel weinig cellen beschikbaar, bijvoorbeeld uit een tumorbiopt of uit bij het ontwikkelen van kweekbloed. Juist daar zit de bottleneck: huidige methoden hebben nog relatief veel cellen nodig om betrouwbare eiwitmetingen te doen.

“Artsen en onderzoekers willen cellen zo precies mogelijk kunnen classificeren,” vertelt Arjan. “Je kunt kijken naar moleculen aan de buitenkant van een cel, of naar RNA dat vertelt welke eiwitten een cel vermoedelijk maakt. Maar de meest directe informatie krijg je door de eiwitten zelf te meten.”

Bloedcellen

Arjan: “Het liefst wil ik in één cel kunnen meten, We gaan kijken hoe laag we kunnen komen, 1000, 100, 10… Met kweekcellen komen we op dit moment al tot 40. Om de stap naar bloedcellen, veel lastigere cellen te maken, begint Arjan met witte bloedcellen: “Daar weten we al heel veel van, we kennen veel verschillende types en je kan ze makkelijk uit bloed halen”. Hij wil de techniek zo makkelijk maken, dat er zo min mogelijk gepipetteerd hoeft te worden. Het doel is om techniek uit te voeren in… een geel pipetpuntje! 

De toepassingen zijn breed. Onderzoekers die de ontwikkeling van bloedcellen uit stamcellen bestuderen, kunnen met deze techniek beter volgen welke stadia cellen precies doorlopen. Dat helpt bij vragen over kweekbloed, maar ook over wat er misgaat bij ziekten als leukemie. Andere Sanquiners werken aan T-cellen, bepaalde immuuncellen die we uit tumoren isoleren en opkweken om in te zetten als vorm van immuuntherapie. Om de verschillende soorten T-cellen in tumorweefsel te kunnen onderscheiden, is het nodig om ook bij lage aantallen cellen deze te kunnen analyseren.

Daarnaast maakt de nieuwe aanpak het mogelijk om experimenten compacter te maken. In plaats van kweekflesjes kunnen onderzoekers overstappen naar kleine welletjes, waardoor meer verschillende omstandigheden naast elkaar getest kunnen worden. Dat versnelt het onderzoek 

Arjan start nu een pilotproject met zijn team , ondersteund door een subsidie van Sanquin. De verwachting is dat dit voldoende resultaten oplevert om vervolgbeurzen aan te vragen en de techniek verder binnen Sanquin te implementeren. Als dat lukt, kan één cel straks al genoeg zijn om veel nieuwe kennis op te leveren.