’Laboratorium op een chip’ gaat gezondheidszorg ingrijpend veranderen
Array
Snelle en goedkope chips die extreem kleine hoeveelheden vloeistof (microfluïden) analyseren vormen de kern van gepersonaliseerde gezondheidszorg. Maar het ‘laboratorium op een chip’ is nog niet effectief genoeg. Dr. Paul Vulto en zijn onderzoeksteam ontwikkelden een techniek die het gebruik van microfluïdische chips in een stroomversnelling brengt, aldus het toonaangevende tijdschrift Lab on a Chip.
Microribbels
Een lab on a chip ter grootte van een vingertop maakt snelle, automatische analyse van biochemische stoffen mogelijk
Een hardnekkig probleem van de minuscule vloeistofkamertjes in de huidige microfluidïsche chips is dat zij zich moeilijk compleet vullen. Vulto’s team ontdekte een manier om dat probleem het hoofd te bieden. De onderzoekers toonden aan dat strategisch op de chip geplaatste microribbeltjes het mogelijk maken om de complexe kanaaltjes- en kamertjesstelsels van microfluïdische chips te vullen en te legen, ongeacht de vorm. Hierdoor zijn aanzienlijk minder biologische monsters nodig en kunnen analyses nog sneller en gevoeliger worden uitgevoerd. Dat maakt microfluidics tot het kernelement van de trend naar steeds kleinere draagbare apparaatjes waarmee ter plekke laboratoriumtests kunnen worden uitgevoerd – zogenoemde ‘point of care’ tests – en gepersonaliseerde gezondheidszorg.
Besparing
Volgens Vulto was het oorspronkelijke doel een methode te vinden om processen die normaal gesproken in een laboratorium plaatsvinden dusdanig te verkleinen dat ze in kleine, volledig geautomatiseerde cartridges kunnen worden uitgevoerd. Een belangrijke beweegreden voor het onderzoek is besparing, aangezien biologische monsters schaars zijn en synthetische stoffen erg duur. Vulto: ‘Dankzij microfluidics kunnen we tienduizenden experimenten tegelijkertijd doen met heel weinig biologisch materiaal en chemische stoffen. Bovendien kunnen we het testen automatiseren, dankzij natuurkundige verschijnselen die alleen op micro- of nanoschaal effectief kunnen worden benut.’
Naast het bed
Het lijkt allemaal mijlenver af te staan van de man in de straat, maar dat is niet zo, stelt Vulto: ‘Wat we oorspronkelijk deden uit kostenoverwegingen, heeft zich inmiddels uitgebreid tot de gezondheidszorg. Microfluidics biedt de mogelijkheid om ter plekke, naast het bed van de patient, diagnostische tests te doen. Neem de standaard laboratoriumtests die we allemaal wel eens hebben moeten laten doen. Het idee van lab on a chip is dat veel tests die nu nog in een gespecialiseerd lab moeten worden uitgevoerd, in de toekomt door de huisarts kunnen worden gedaan, met behulp van een draagbaar apparaatje dat werkt met microfluidics. Veel goedkoper, minder arbeidsintensief en de patient krijgt sneller de uitslag te horen.’
Paul Vulto en zijn team zijn verbonden aan het Netherlands Metabolomics Centre, een initiatef van het Leiden/Amsterdam Centre for Drug Research (LACDR).
Behandeling op maat
Samen met collega’s dr. Heiko van der Linden en prof.dr. Thomas Hankemeier wil Vulto nog een stap verder gaan. ‘Hier in het Netherlands Metabolomics Centre richten we ons op medische behandeling die precies is toegesneden op karakteristieke kenmerken en behoeften van het lichaam. Dit kan verschillen van patient tot patient. Een uitgebreide screening van het biochemische functioneren van de patient is nodig om een optimale medische behandeling te kunnen bepalen. Alleen snelle en goedkope lab on a chip-apparaten maken deze vorm van gepersonaliseerde geneeskunde mogelijk. Mensen zullen daarom al snel aan den lijve ondervinden hoe deze technologie de gezondheidszorg van morgen gaat veranderen.â€
