In de longen kunnen roetdeeltjes zitten die zo klein zijn dat je ze zelfs met een microscoop niet kan zien. Dankzij een methode die Hannelore Bové ontwikkelde, kan dat nu wel.
Luchtvervuiling veroorzaakt wereldwijd 4,2 miljoen vroegtijdige sterftegevallen per jaar. Een belangrijk onderdeel van de fijnstofdeeltjes in de lucht zijn roetdeeltjes. Ze ontstaan bij de onvolledige verbranding van koolstofhoudende brandstoffen, zoals hout en houtskool, diesel en benzine. Reden genoeg voor Hannelore Bové om na te gaan wat het effect van roetdeeltjes is op het lichaam.
Hannelore Bové
Hannelore Bové (1990) werd in 2017 doctor in de biomedische wetenschappen (UHasselt) en bio-ingenieurswetenschappen (KU Leuven). In februari dit jaar nam het Amerikaanse magazine Forbes haar op in zijn prestigieuze 30 Under 30-lijst. Het blad noemt haar een van de meest beloftevolle Europese onderzoekers in de categorie ‘wetenschap en gezondheid’.
Als je iets wil bestuderen, helpt het als je het kan zien. ‘Toen ik in de literatuur op zoek ging naar een manier om roet zichtbaar te maken in het lichaam, bleek tot mijn verbazing dat er nog geen optimale techniek bestond. Tot dan gebruikten onderzoekers lichtmicroscopen waarmee ze zwarte deeltjes konden onderscheiden in bijvoorbeeld longweefsel. Aan de hand daarvan maakten ze een schatting van hoeveel roetdeeltjes er in de long zitten.’
Die aanpak heeft zijn tekortkomingen, vindt Bové. ‘In de longen kunnen deeltjes zitten die zo klein zijn dat je ze zelfs met een lichtmicroscoop niet kan zien. En de longen kunnen ook andere zwarte elementen bevatten, zonder dat het roetdeeltjes zijn. Dat moet beter kunnen, dacht ik.’
Toeval in de kelder
Bové begon na te denken over een techniek waarmee ze die roetdeeltjes duidelijk zichtbaar kon maken. ‘Zodat we zeker zijn dat wat we zien ook effectief roet is.’ In de kelder van het Biomedisch Onderzoeksinstituut aan de Universiteit Hasselt vond Bové een onvermoed hulpmiddel: een laser die gebruikt wordt om structuren op een labelvrije manier zichtbaar te maken. Een laser die, met andere woorden, objecten doet oplichten zonder dat je daar eerst een stof aan moet toevoegen.
‘Ik dacht: laat me dat nu eens met roetdeeltjes proberen. En – serendipity – dat lukte. Mijn collega’s en ik ontwikkelden een techniek die eruit bestaat dat we een laser met heel snelle flitsen op een urine- of bloedstaal richten. Roetdeeltjes in het monster geven dan licht alsof het gloeilampjes zijn.’
Inmiddels tuurt Bové al een paar jaar in die kelder door de microscoop. Met succes. Ze wist de techniek te patenteren. En ze heeft samen met haar collega’s nog een tweede techniek ontwikkeld, die ze eveneens heeft gepatenteerd. ‘Die zit nog in de ontwikkelingsfase. Daarbij gebruiken we twee verschillende soorten lasers die reageren op het zeer sterke absorptiekarakter van de zwarte roetdeeltjes’, zegt Bové.
Volgens Bové geeft dat een beetje hetzelfde effect als wanneer je in de zomer buiten een zwart T-shirt draagt. ‘Dan absorbeert die het licht en de warmte van de zon ook sterk. Met die tweede techniek kunnen we bijkomende informatie verkrijgen, zodat we nog beter weten om hoeveel roetdeeltjes het nu juist gaat.’
‘In de longen kunnen roetdeeltjes zitten die zo klein zijn dat je ze zelfs met een microscoop niet kan zien. Met onze laser kan dat wel’
De vondst van Bové kwam voor veel onderzoekers als geroepen. Populatieonderzoekers stonden te popelen om te meten aan hoeveel roetdeeltjes mensen nu eigenlijk worden blootgesteld. ‘Overal in België staan meetstations die nagaan wat de concentratie roetdeeltjes is in de lucht. Vervolgens wordt er een model gebruikt om een vertaalslag te maken naar wat het blootstellingsniveau is op je thuisadres.’
Niemand is 24 uur op 24 thuis. ‘Die meetstations alleen geven je geen exacte benadering van je effectieve blootstellingsgraad. En dan nog zegt de hoeveelheid roet in de lucht niets over wat werkelijk in ons lichaam terechtkomt.’
Dat kan nu wel. Bové en haar collega’s laten proefpersonen in een potje plassen, zodat ze de persoonlijke blootstellingsgraad kunnen achterhalen. Twee jaar geleden deden ze een onderzoek bij driehonderd kinderen waarbij ze het aantal roetdeeltjes in de urine telden. Ze stelden vast dat kinderen die op minder dan 300 meter bij een drukke weg wonen bijna 10 procent meer roetdeeltjes in hun urine hebben.
Paard van Troje
Bové vond verder dat de roetdeeltjes in de urine geen directe weergave vormen van wat proefpersonen die dag hadden ingeademd. ‘Anders gezegd: als je vandaag een roetdeeltje inademt, vind je dat morgen nog niet terug in je urine. De opname is een langdurig proces.’
‘Dat betekent dat de roetdeeltjes die in onze longen terechtkomen daar wel enige tijd blijven. Vervolgens belanden ze in de bloedbaan, om uiteindelijk met de urine te worden afgescheiden. Hoe langer die weg duurt, hoe groter het risico dat het roet nadelige effecten heeft op je lichaam.’
Dankzij Bové’s werk kunnen wetenschappers eindelijk toxicologisch onderzoek verrichten naar de effecten van die roetdeeltjes op het menselijk lichaam. Van roetdeeltjes hebben wetenschappers al een vermoeden van welke bestanddelen ze nu zo schadelijk maken. Ze hebben een koolstofkern die sterk absorberend is, waardoor veel toxische stoffen op de oppervlakte blijven zitten. Bij de verbranding kan zich bijvoorbeeld benzopyreen op een koolstofkern hechten. Die stof is kankerverwekkend.
Op die manier is een roetdeeltje een soort Trojaans paard. ‘Hoe dat precies in elkaar zit, ga ik verder onderzoeken. In de komende drie jaar van mijn postdoc kom ik eindelijk toe aan mijn eerste vraag: welke ziektes kunnen we linken aan roetdeeltjes inademen?’
