Greet en Mien veroveren de DNA-markt

Er was paniek op de beursvloer, afgelopen vrijdag. Oxford Nanopore Technologies presenteerde GridIon – een revolutionair apparaat dat supersnel DNA afleest. Als GridIon daadwerkelijk doet wat ‘Oxford’ belooft – DNA aflezen in enkele minuten – kunnen andere bedrijven op de DNA-markt wel inpakken. En dus daalden de koersen van Life Technologies, Illumina, Pacific Biosciences en Complete Genomics met drie tot zes procent.

‘Oxford’ doet het anders dan alle andere, dat aflezen. De meeste gangbare ‘next-generation’ technologieën maken gebruik van fluorescente labels voor het detecteren van individuele basen (A, C, T of G). Dat kost tijd, want de labels moeten aan de basen geplakt worden, en bovendien moeten de labels voldoende licht afgeven om gedetecteerd te kunnen worden. Dat vereist vermenigvuldiging van het DNA, en ook dat kost tijd. Niet bij Oxford Nanopore. Het bedrijf combineert nanotechnologie met de elektrische eigenschappen van DNA, en doet daarmee een serieuze greep naar de macht in DNA-aflees-land. De basis van het systeem wordt gevormd door zogenaamde ‘nanobuisjes’ met een doorsnede van ongeveer 1,5 nm, waarover een constante stroom loopt. Een speciaal gefabriceerd enzym ‘trekt’ het af te lezen DNA-molecuul door het buisje. Iedere base die door het buisje glijdt, blokkeert de stroom die erover loopt. De grootte van de weerstand hangt af van de elektrische eigenschappen van het molecuul dat het nanobuisje passeert, en die zijn uniek voor iedere individuele DNA-base. Op die manier representeert een patroon van voltageveranderingen de volgorde van gepasseerde basen.

Greet en Mien

De GridIon heeft het uiterlijk van een standaard desktop computer, en ongeveer dezelfde functie. Het echte sequence-werk gebeurt in een cartridge; een zelf-opererend mini-laboratorium dat als een videoband in de GridIon past. De cartridge bevat alle benodigde vloeistoffen, nanobuisjes en iongevoelige chips voor één succesvol afleesexperiment. Voorbewerking van DNA – normaal gesproken een week werk – is dus niet meer nodig. Bovendien had Oxford Nanopore afgelopen vrijdag nog een verrassing in petto: het prototype van de MinIon, een miniatuurversie op USB-formaat van de GridIon. De ‘Greet en Mien’ van de sequencing-wereld zijn daarmee geboren. DNA aflezen is nu voor iedereen bereikbaar. En Oxford gaat zelfs verder; ‘Greet en Mien’ meten ook moeiteloos metabolieten, RNA, eiwitten en andere moleculen. Heeft u last van uw nieren? U hoeft niet met uw plasje naar de dokter. Verzamel thuis uw urine (een eierlepeltje is meer dan voldoende), druppel daarvan wat in de MinIon, en laat de resultaten automatisch naar uw huisarts sturen. Volle wachtruimtes of “kleedt u zich maar vast uit” zijn dan definitief verleden tijd.

Aanpassing vereist

Oxford Nanopore opent definitief de deur naar onbegrensde mogelijkheden. Wetenschappers bestellen duizenden ‘seqsticks’ per maand en verzamelen daarmee waardevolle data zonder dat ze grote en dure machines nodig hebben.  Medisch specialisten checken vóór iedere operatie even de profielen van hun patiënt op gevoeligheid voor narcotica of bloedverdunners. Huisartsen stellen geen diagnose meer zonder seqstick. En consumenten pluggen zelf regelmatig in voor een algehele check-up.

Tegelijkertijd zijn fundamentele veranderingen noodzakelijk om de mogelijkheden te benutten. Bijvoorbeeld in de wetenschap, waar analyse en interpretatie van data belangrijker wordt dan de productie ervan. Daarmee verandert niet alleen de rol van de individuele wetenschapper, maar ook zijn omgeving. Laboratoria die nu gebouwd worden, krijgen mogelijk een andere bestemming of zijn misschien zelfs overbodig. Het delen van data – nu vooral een technisch probleem – vereist misschien geen enorme computercapaciteit, maar wel een duidelijk ethisch en juridisch kader. Medisch specialisten moeten de resultaten van de check snel kunnen interpreteren, en daarvoor opgeleid worden, evenals huisartsen. En consumenten moeten de kans krijgen om te wennen aan grote hoeveelheden gezondheidsdata, mogelijk schokkende bevindingen, en een andere invulling van privacy. Nu we weten dat de technologie er komt, is het tijd om die veranderingen in gang te zetten.

Dit stuk is geschreven door Terry Vrijenhoek

foto Aspidocelis