Supermuizen sporen parkinson en meer op

Serendipiteit: het vinden van iets onverwachts en bruikbaars terwijl je op zoek bent naar iets totaal anders. Tevens het keyword in Charlotte D’Hulsts leven. Na haar doctoraat in het Centrum Medische Genetica aan onze universiteit riep het buitenland. “Ik had een aanbieding om mijn doctoraatsonderzoek verder te zetten aan de City University van New York, maar het labo was niet wat ik ervan verwachtte”, vertelt Charlotte. “Toen liep ik professor Paul Feinstein tegen het lijf, die net van een groot geurenbedrijf een stevig bedrag had gekregen om te ontrafelen hoe de geurzin van mensen werkt. Not my piece of cake dacht ik, tot hij vertelde dat hij daarvoor muizen genetisch manipuleerde. Dat vond ik wél interessant.”

Haar onderzoek in een notendop? “In onze neus hebben we miljoenen sensoren – of receptoren – die geactiveerd worden door verschillende geuren. Minder dan tien procent heeft momenteel een gekende verbinding. In plaats van dat elke sensor in lage hoeveelheid aanwezig is, kunnen we ervoor zorgen dat een bepaalde sensor véél frequenter voorkomt. Die bouwen we in het genoom van de muis in, waardoor die supergevoelig wordt voor bepaalde geuren. Doordat we het DNA manipuleren, hebben alle nakomelingen dezelfde afwijking. En zo ontstaan hele generaties ‘supersniffers’.”

De eerste poging om zo’n supersniffer te maken resulteerde meteen in een publicatie in het vaktijdschrift Cell Reports. Charlotte en Feinstein hadden een muis gecreëerd die honderden keren gevoeliger was voor acetofenon, een kleurloze chemische stof die wat ruikt naar jasmijn en waarvan de receptor wél gekend is.

“Nadat we twee groepen muizen – supersniffers en normale – geconditioneerd hadden om de geur in kwestie te vermijden, gaven we hen telkens de keuze tussen twee waterflesjes: het ene gewoon water, en het andere met wat van die jasmijnachtige stof in, waarvan de concentratie telkens verlaagd werd. De supermuizen lieten de drinkflesjes met acetofenon zelfs bij heel lage concentraties links liggen, terwijl hun normale nestgenoten bij deze concentraties het verschil niet meer konden detecteren.”

De technologie werd op punt gesteld en Charlotte startte in februari 2016 samen met professor Feinstein de start-up MouSensor, dat allerhande supermuizen wil maken. “De mogelijkheden van onze technologie zijn eindeloos”, denkt Charlotte. “Zo kan je onze supermuizen bijvoorbeeld inzetten om explosieven op te sporen. Daarvoor hebben we recent 300 000 dollar gekregen van het Amerikaanse ministerie van Defensie. Het afgelopen jaar hebben we de sensoren geïdentificeerd die geactiveerd worden door TNT.”

Een andere toepassing is de muizen infectieziektes op het spoor laten komen. “Heel vroeger werden die gediagnosticeerd door de reukzin”, vertelt Charlotte. “Tuberculose heeft bijvoorbeeld een specifieke geur. Door te zoeken naar andere ziektes die potentieel geur afgeven, kwamen we bij parkinson uit. Een paar jaar geleden gaf een onderzoeker een lezing over de ziekte in Engeland. In de zaal vroeg iemand plots: ‘Kan het zijn dat ik bij mijn man parkinson ruik?’ Enkele maanden later was er nog iemand die dat beweerde. Er werd een test gedaan en blijkbaar is het mogelijk om in het huidsmeer van mensen parkinson op te sporen.”

“We hebben de technologie in handen om uiteindelijk parkinson-supersniffers te maken voor diagnostische doeleinden. Om dit onderzoek te financieren heeft MouSensor net een award van 100 000 dollar gekregen van de Michael J. Fox Foundation, een organisatie die wereldwijd miljoenen vrijmaakt voor onderzoek en technologie voor parkinsonpatiënten.”

Een derde toepassing waar MouSensor zijn zinnen op gezet heeft, is het ontrafelen van de menselijke geurzin. “We zijn in staat om menselijke receptoren tot expressie te brengen in onze muizen. Dat heeft toepassingen in de geurindustrie. Alles heeft immers een geur. We zijn ook heel geïnteresseerd in welke receptoren er geactiveerd worden bij slechte menselijke geuren: braaksel, uitwerpselen, schimmelkaas, ... Als we dat weten, dan kunnen we moleculen ontwikkelen die deze slechte geuren blokkeren, zodat ze niet gepercipieerd worden.”

Maar waar Charlotte écht graag naartoe wil, is het integreren van haar kennis met nanotechnologie. “Het uiteindelijke doel van onze start-up is een biotechnologische neus op een chip, om bijvoorbeeld ziektes op te sporen in bloed, zweet of urine. We willen die natuurlijke sensoren die we in grote hoeveelheden in muizen aanmaken, opnieuw uit hun hersenen halen en integreren met nanochips. Gesprekken met imec, een spin-off uit Leuven en wereldleider voor nanochiptechnologie, zijn lopende, maar daarvoor is funding essentieel.”

Het vinden van voldoende geld: de eeuwige zoektocht van de jonge start-up. “Alles begint met een mooie technologie die gepubliceerd wordt in een belangrijk tijdschrift om credibiliteit op te bouwen, maar de tweede belangrijke stap is fundraising”, weet Charlotte. “We zijn momenteel erg early stage en hebben nog veel onderzoek te doen. We moeten nog receptoren identificeren, een proof of concept ontwikkelen om die receptoren uit de muizen te halen en in nanochips te integreren, enzovoort. Dat zijn dingen die technisch haalbaar zijn, maar er moeten middelen én de juiste mensen zijn."

"We zetten nu in op stichtingen die geld geven aan nieuwe technologieën met een hoog risico, maar een mogelijk hoge return on investment. Ik heb het laatste anderhalf jaar heel wat ondernemerscursussen gevolgd – gestimuleerd door de universiteit hier – om te leren hoe je een academische technologie commercialiseert. Als je vroeger overstapte van de academische wereld naar de industrie, dan was het alsof je je ziel aan de duivel verkocht. Maar nu zie ik een trend van onderzoekers die zelf proberen hun uitvindingen te commercialiseren. Ik vind het erg goed dat universiteiten meer ondernemerschap aanmoedigen.”

Charlotte beseft dat ze op het juiste moment op de juiste plek is. “New York wil het nieuwe Silicon Valley voor biotech worden en doet alle moeite om te vermijden dat innovatie naar Boston of San Francisco uitwijkt. Er kan erg veel momenteel. Zo heb je in de stad de zogenaamde incubator spaces. Dat zijn plekken die door de overheid en risicokapitaalfondsen ter beschikking worden gesteld aan start-ups om onderzoek te doen. Voor 2000 euro huur per maand krijg je een werkplek, en heb je meteen toegang tot een state-of-the-artlaboratorium. Dat is een win-winsituatie voor beiden als daar een nieuwe technologie uit voortkomt. Een incubator die trouwens binnenkort naar New York komt, is JLabs van Johnson & Johnson. Ze hebben al zo’n incubator space in Beerse. Zo merk je dat het momentum daar is.”