Medische tests bestaan er grofweg in twee vormen: secuur, gevoelig en nauwkeurig maar tijdrovend en duur, of snel, betaalbaar maar wel minder betrouwbaar. We zien die tweespalt heel duidelijk terug als het gaat om coronatesten, waar de officiële testmethode nog altijd de PCR laboratoriumtest is in weerwil van allerlei thuistesten die op de markt zijn. Maar onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) en de Universiteit Utrecht hebben nu een sensor ontwikkeld die de gevoeligheid en nauwkeurigheid van labtesten combineert met de snelheid en lage kosten de meeste thuistesten in de vorm van een ‘moleculair verkeerslicht’. Vaktijdschrift Nature Communications besteedde recent aandacht aan dit onderzoek.
Complex
Zelftesten, zoals voor corona maar ze bestaan ook voor andere infectieziekten zoals hiv, zijn bij de drogist verkrijgbaar, maar hebben niet dezelfde betrouwbaarheid als laboratoriumtests. Die laatste hebben echter het nadeel dat ze complex zijn om uit te voeren, dat de uitslag soms dagen op zich laat wachten en dat ze aanzienlijk duurder zijn dan een thuistest. De Eindhovense onderzoekers zochten naar een manier om de hoeveelheid eiwitten of antilichamen in een thuistest te kwantificeren in plaats van alleen een simpele positieve of negatieve uitslag te verkrijgen.
Groenig licht
Daarvoor baseerden de wetenschappers van TU/e zich op het principe van bioluminescentie, het fenomeen uit de natuur waarbij bacterien of algen licht geven. Met name de kleur van het uitgestraalde licht was daarbij relevant. Het meetapparaat is toegerust met oplichtende eiwitten, luciferase-enzymen. Een van die enzymen straalt van nature altijd een groenig licht uit, ook als er een monster met bepaalde biomarkers wordt toegevoegd. Een tweede type luciferase-enzym werd door de onderzoekers in twee delen gesplitst. Elk deel van de luciferase is chemisch verbonden met antilichamen die verschillende delen van een biomarker herkennen. Wanneer een biomarker in een testmonster aanwezig is, binden de antilichamen aan de biomarker, en in het proces brengt dit de twee delen van de luciferase samen, wat leidt tot de emissie van blauw licht.
Wat vervolgens gemeten wordt is de verhouding van blauw licht tot groen licht. Waarbij geldt: hoe meer blauw licht er zichtbaar is, des te meer biomarkers er in het geanalyseerde monster aanwezig zijn. Bijzonder is dat de lichteffecten zelfs door een smartphonecamera waargenomen kunnen worden zolang er maar geen omgevingslicht aanwezig is.
RAPPID
De Eindhovense vinding heeft de naam RAPPID meegekregen, een acroniem voor ratiometrische plug-and-plug immunodiagnostiek. De methode is getest op biomarkers uit 40 monsters van patiënten met uiteenlopende besmettingen, zowel bacterieel als viraal. RAPPID kan ingezet worden bij snelle screening en testen, maar ook voor therapeutische monitoring van antilichaam-geneesmiddelen geassocieerd met aandoeningen zoals reumatoïde artritis en inflammatoire darmaandoeningen. Daarnaast is RAPPID mogelijk een snelle, betrouwbare en betaalbare optie voor de snelle detectie van infectieziekten die in verband kunnen worden gebracht met toekomstige epidemieën of pandemieën. Wel is er nog meer werk nodig aan de doorontwikkeling van RAPPID en moeten er grotere klinische studies verricht worden om de effectiviteit en betrouwbaarheid van RAPPID vast te stellen.
Referentie
Ni, Y., Rosier, B.J.H.M., van Aalen, E.A. et al. A plug-and-play platform of ratiometric bioluminescent sensors for homogeneous immunoassays. Nat Commun 12, 4586 (2021). doi.org/10.1038/s41467-021-24874-3 
