Geluidsgolven blijken geschikt om nanometers grote blaasjes uit bloed te halen, die aanwijzingen bevatten voor bepaalde ziektes. Dat laten onderzoekers in de VS zien. Op een vloeistofchip bouwden zij een sorteerder op basis van geluidsgolven. Die moet leiden tot een snelle, betrouwbare test die bijdraagt aan het stellen van een diagnose.

In je bloed zweeft van alles rond. Rode bloedcellen om zuurstof te transporteren, witte die ziektekiemen te lijf gaan. Maar inmiddels weten we ook dat er exosomen in je bloed drijven. Dit zijn blaasjes van ongeveer 100 nm groot, die eiwitten, RNA (lijkt op DNA, maar dan korter) en andere biomoleculen bevatten.
 

Afval

Lang dachten wetenschappers dat deze exosomen alleen maar afval van je lichaam bevatten, zoals fragmenten van oud DNA. Maar een paar jaar geleden bleek dat de genetische informatie in de blaasjes informatie bevat over een eventuele ziekte die iemand onder de leden heeft.

Daarmee zijn die minuscule dingen ineens interessant geworden voor het stellen van een diagnose uit een druppel bloed; een zogeheten liquid biopsy. Want als je de inhoud van zo’n blaasje kunt analyseren, kom je iets te weten over een ziekte.
 

Geluidsgolven

Maar dan moet je de exosomen wel eerst uit een bloedmonster kunnen halen. Daarvoor presenteren onderzoekers van MIT en Duke University in de VS nu een vernuftige methode. Ze gebruiken geluidsgolven om exosomen te scheiden van andere deeltjes die in bloed zitten.

De basis hiervoor is een zogeheten microfluïdische chip, een platform met microkanaaltjes waar bloed doorheen stroomt. De onderzoekers stellen twee kleine geluidsbronnen zo op, dat ze in het vloeistofkanaal staande golven opwekken. Stel je nu een exosoom voor dat in de vloeistofstroom rechtuit gaat. Dat komt een patroon van knopen en buiken (regionen met lagere respectievelijk hogere druk) tegen, dat zo ligt dat het blaasje steeds een zetje weg van het midden van de stroom krijgt.

Zo eindigen de blaasjes aan het eind van het kanaal netjes allemaal onderin, waar ze worden afgevoerd in een apart kanaal. Daarbij eindigen lichte deeltjes verder onderin dan zwaardere deeltjes.
 


Met het beschreven principe bouwden de onderzoekers twee scheidingsstappen na elkaar. In stap één haalden geluidsgolven de grotere bloedcellen en bloedplaatjes uit de stroom. In stap twee had het geluid een hogere frequentie en vond de scheiding plaats tussen exosomen en de iets grotere vetblaasjes die ook in bloed zitten (zie foto hierboven).
 

Minuten in plaats van uren

In proeven met dit experimentele apparaatje duurde het verwerken van 100 ml bloed slechts 25 minuten. Traditioneel halen laboranten exosomen uit het bloed door een monster te centrifugeren, een beproefde scheidingsmethode. Maar dat duurt lang, zo’n 24 uur. Ook kan dat rondslingeren zorgen voor beschadigde exosomen. ‘Wij streven naar een simpele test, die met een druk op de knop in tien minuten de exosomen eruit haalt’, zegt Tony Jun Huang van Duke University.

De kracht van de nieuwe scheidingsmethode zit hem vooral in het feit dat je exosomen kunt isoleren zonder dat ze beschadigd raken. De onderzoekers gaan hun methode nu gebruiken in de praktijk. Ze gaan in exosomen op zoek naar biomarkers (een stof waarvan een verhoogde concentratie kan duiden op een ziekte) die ziektes verraden.

 


Openingsbeeld: gestileerde weergave van de werking van de scheidings-chip. Bron Mengxi Wu, Ming Dao, Subra Suresh, Yoel Sadovsky en Tony Jun Huang