Het is een inspirerende uitdaging, maar hij vindt het niet altijd gemakkelijk om in twee onderzoeksgroepen af te studeren, vertelt Michiel Twisk in Flux. “Hier bij TN vroegen ze zich de eerste maanden wel af hoe lang het synthetiseren van een nieuw molecuul eigenlijk kon duren. Ze kopen hun moleculen hier normaal gesproken namelijk gewoon. En voor mij als BMT-student was het lastig om in te schatten wat ze hier precies van me verwachtten.” Met nog een paar maanden te gaan, lijkt Twisks afstudeeravontuur echter toch een succes te worden. “Mijn werk vormt mogelijk zelfs de basis voor een publicatie.”

De moeizaam genomen eerste horde omvatte het vastmaken van een zogeheten thiolgroep aan een molecuul dat luistert naar de naam nitrilotriazijnzuur (NTA). Dankzij de thiolgroep blijft het NTA-molecuul plakken aan gouden nanodeeltjes. Zo kan het molecuul fungeren als een soort haakje waaraan op hun beurt veel grotere eiwitmoleculen blijven hangen. Doordat de gouddeeltjes bepaalde kleuren licht zeer sterk absorberen, en die kleur direct wordt beïnvloed door het aantal gebonden eiwitmoleculen, kun je de anderszins voor ons onzichtbare eiwitmoleculen indirect waarnemen via de ‘verkleurende’ gouddeeltjes.

“Uiteindelijk wil je zo een goedkoop systeem maken waarmee je biomarkers kunt detecteren; eiwitten die duiden op de aanwezigheid van een bepaalde ziekte”, zegt Twisk. “Als je die biomarkers ook in zeer lage concentraties al kunt aantonen, dan kun je al heel vroeg in het ziekteproces de diagnose stellen - mogelijk al voordat de patiënt serieuze klachten krijgt. Zo kunnen de uit de hand lopende zorgkosten hopelijk enigszins worden beteugeld.”

Een belangrijk aspect van dit nieuwe type biosensor waaraan Twisk werkt, is dat de eiwitten niet al te sterk binden aan het moleculaire ‘haakje’. “Ze moeten eigenlijk na een aantal seconden weer loslaten, en daarna opnieuw binden.” Dat proces zorgt namelijk telkens voor een sprongetje in het meetsignaal, waardoor veel kleinere concentraties eiwitten kunnen worden gedetecteerd dan wanneer de eiwitten heel lang zouden blijven plakken. Het voordeel van deze methode is namelijk dat hetzelfde molecuul als het ware meerdere keren wordt gemeten, met als gevolg een betrouwbaarder signaal. Bovendien kan in principe niet alleen de aanwezigheid, maar ook de concentratie van de biomarkers worden bepaald met deze methode. Twisk: “De frequentie waarmee deze eiwitten binden hangt namelijk direct samen met de concentratie in het sample.”

Bij Molecular Biosensors for Medical Diagnostics zijn ze er waarschijnlijk al in geslaagd om individuele eiwitten met gouddeeltjes zichtbaar te maken, vertelt de afstudeerder. “Maar omdat daarvoor moleculen zijn gebruikt die veel sterker binden, en dus eigenlijk te lang blijven zitten, hebben ze dat bij extreem lage concentraties niet statistisch kunnen bewijzen. Dat kan met mijn systeem waarschijnlijk wel.”