De spindokter: Resonantie tussen beeldvorming en gezondheid

De kracht van MRI: een blik in het onzichtbare

Jeanine’s ogen lichten op als ze over MRI vertelt. “MRI is echt een wonderlijke techniek,” zegt ze. “Met magnetische velden en radiogolven maken we gedetailleerde beelden van het lichaam, zonder te snijden of ioniserende straling te gebruiken.” Wat MRI volgens haar uniek maakt, is het vermogen om niet alleen de structuur, maar ook de functie van organen te bestuderen. “Je kunt met MRI de werking van het hart, de bloeddoorstroming en zelfs het metabolisme bestuderen. Ziekte ontstaat vaak al lang voordat je iets ziet op een gewone scan. Het begint met subtiele veranderingen in de stofwisseling. Nog voordat een orgaan ‘stuk’ is, raakt het uit balans. Metabole beeldvorming maakt deze vroege veranderingen zichtbaar. Dat biedt kansen om eerder in te grijpen, ziekte te voorkomen en behandelingen beter te monitoren.”

Van kernspinresonantie tot metabole beeldvorming

“De basis ligt in kernspinresonantie, een fenomeen dat in de jaren ’40 werd ontdekt,” legt ze uit. “Waterstofkernen in het lichaam gedragen zich als kleine magneetjes. Door hun reactie op een magneetveld te verstoren via radiogolven, kunnen we signalen meten en deze omzetten in beelden.” Ook andere kernen, zoals fosfor en koolstof-13, geven waardevolle informatie over stofwisselingsprocessen. “Met spectroscopie meten we metabolieten, de moleculen die betrokken zijn bij de stofwisseling. We gebruiken dezelfde scanner als voor MRI, maar in plaats van plaatjes maken we spectra. Elk piekje in het spectrum staat voor een bepaalde stof. Zo kunnen we zien welke stoffen er in het lichaam zijn en in welke hoeveelheden.”

Samenwerking: de sleutel tot vooruitgang

Waarom is metabole beeldvorming zo belangrijk, en waarom is samenwerking met andere disciplines essentieel? Jeanine: “Veel ziekten beginnen met subtiele veranderingen in het metabolisme. Met metabole beeldvorming kunnen we die processen zichtbaar maken, vaak nog voordat er schade zichtbaar is op een gewone scan.” Ze geeft een voorbeeld: “Nieuwe behandelingen, zoals immunotherapie bij kanker, zijn veelbelovend, maar werken lang niet bij elke patiënt. Toch krijgen veel meer patiënten zo’n behandeling, omdat we niet goed kunnen voorspellen bij wie het zal aanslaan. Dat is niet zonder risico, want deze behandelingen hebben vaak ingrijpende bijwerkingen en zijn erg duur. Met metabole beeldvorming kunnen we behandelingen beter afstemmen op de individuele patiënt en bijwerkingen van ineffectieve therapieën voorkomen.”

Jeanine werkt nauw samen met collega’s van de vakgroep Humane Biologie en het ziekenhuis. “Metabolisme stopt niet bij de scanner. Ook via bloed, adem en weefsel kunnen we de stofwisseling bestuderen. Dat levert complementaire inzichten op. Door samen te werken met collega’s die andere technieken gebruiken, krijgen we een nog beter beeld van wat metabole imaging ons kan bieden.”

Ze benadrukt het unieke karakter van Maastricht: “Hier is veel aandacht voor preventie en een gepersonaliseerde aanpak van gezondheid. We kijken niet alleen naar traditionele behandelingen, maar ook naar preventie en vitaliteit, leefstijl en gezondheidsbevordering. Dat is heel toekomstgericht. Alleen met imaging komen we er niet, we hebben ook al die andere dingen nodig. Het is echt een multidisciplinaire aanpak, en dat vind ik zo mooi.”

Ziekte en metabolisme: een blik in de energiecentrales van het lichaam

Het gesprek verschuift naar de rol van metabole beeldvorming bij ziekten als type 2 diabetes, obesitas, kanker en hartfalen. “Bij diabetes neemt het vetgehalte in spieren en lever toe, wat leidt tot een verminderde werking van de mitochondriën, de energiecentrales van cellen,” legt Jeanine uit. “Alle cellen hebben energie nodig. Dat is het duidelijkst bij spieren, die energie gebruiken voor bewegingen zoals lopen of rennen. Bij atleten hebben mitochondriën een hoge capaciteit, maar ook voor niet-atleten zijn goed werkende mitochondriën essentieel. Verminderde functie wordt in verband gebracht met verschillende ziekten, waaronder diabetes. Inzicht in de oorzaken hiervan kan aanknopingspunten bieden voor gerichte interventies.”

Ze vervolgt: “Om dit te bestuderen, moeten we de werking van de mitochondriën kunnen meten. Magnetische resonantie biedt daarvoor een niet-invasieve methode. Dat is waardevol, niet alleen om ziekteprocessen te ontrafelen, maar ook om het effect van therapieën te evalueren en te begrijpen hoe pathologische veranderingen mogelijk kunnen worden teruggedraaid.”

Technologische innovaties: de kracht van hoge veldsterkte

Jeanine vertelt enthousiast over technologische ontwikkelingen in haar vakgebied. “Met conventionele MRI kijken we naar waterstofkernen, maar bij metabole beeldvorming is het ook interessant om naar fosfor, koolstof-13 of deuterium te kijken. Magnetische resonantie is eigenlijk een vrij ongevoelige techniek, zeker vergeleken met nucleaire of optische beeldvorming. De gevoeligheid hangt af van de sterkte van de magneet in de MRI-scanner, uitgedrukt in tesla. Hoe sterker de magneet, hoe hoger de gevoeligheid.”

“In Eindhoven gebruikten we voor dierstudies MRI-scanners met veldsterktes van 7 en 9,4 tesla, maar daarin passen geen mensen. In ziekenhuizen zijn scanners meestal 1,5 of 3 tesla, wat betekent dat de gevoeligheid lager is. Voor anatomische beelden is dat voldoende, maar bij metabole beeldvorming wordt het lastiger, omdat metabolieten in veel lagere concentraties voorkomen dan water. Voor metabole beeldvorming is een hogere veldsterkte dus echt cruciaal.”

Een belangrijke stap in haar carrière was het werken met een 7 tesla MRI-scanner in het UMC Utrecht. “Deze krachtige scanner maakt gevoelige metingen van metabolieten in mensen mogelijk, iets wat voorheen alleen bij dieren kon. Projecten zoals de META-scan zijn gericht op het gebruiksvriendelijk maken van metabole beeldvorming in de kliniek.”

Dichtbij de kliniek: van onderzoek naar patiëntenzorg

Jeanine’s werk heeft een duidelijke link met het ziekenhuis en de klinische praktijk. “Hoewel de technieken complex zijn, is het de ambitie om metabole beeldvorming breder inzetbaar te maken in ziekenhuizen. De kennis over verschillen in stofwisseling tussen individuen biedt grote kansen voor gepersonaliseerde geneeskunde, waarbij behandelingen niet meer ‘one-size-fits-all’ zijn, maar afgestemd op de unieke stofwisseling van de patiënt.”

Door een gedeeltelijke aanstelling in het ziekenhuis werkt ze ook veel samen met de radiologieafdeling van het MUMC+. “De ontwikkeling om hoge veldsterkte metingen naar de meer gangbare klinische veldsterkte te vertalen, biedt mooie uitdagingen. Daar is vanuit het ziekenhuis veel interesse voor.”

Een van de veelbelovende technieken waar Jeanine aan werkt, is deuterium metabole imaging (DMI). “Voor kankerpatiënten wordt nu vaak een PET-scanner gebruikt, maar dat brengt straling en complexe logistiek met zich mee. Deuterium metabole imaging zou een alternatief kunnen bieden. Hiermee kun je gerichter kijken hoe actief een tumor is en of immunotherapie effectief is, nog voordat een tumor zichtbaar kleiner wordt.”

Ze legt uit: “Normaal gesproken kijk je of een tumor slinkt, maar dat duurt vaak even. Met deze vorm van imaging kun je eerder zien wat de activiteit van de tumor is. Soms lijkt een tumor in het begin zelfs groter te worden door de behandeling, dat noemen we pseudoprogressie. Dan lijkt het of de tumor groeit, maar in werkelijkheid is hij minder actief. Met deze techniek kun je dat verschil eerder zien.”

Gezond leven, preventie en vitaliteit: de rol van beeldvorming

We vragen haar hoe beeldvorming kan bijdragen aan een gezonder leven. Jeanine is resoluut: “Die rol is cruciaal. Als we beter begrijpen hoe mensen metabool in elkaar zitten en waarin ze verschillen, kunnen we veel gerichter werken aan preventie en een gezondere leefstijl. Vaak veranderen mensen pas iets aan hun leefstijl als er al iets mis is gegaan, zoals een hartaanval. Maar als je mensen kunt laten zien hoe ze er van binnen uitzien, kan dat misschien helpen om eerder de knop om te zetten. Je maakt het letterlijk visueel en inzichtelijk.”

De spindokter: verbinder tussen technologie, kliniek en maatschappij

Tot slot vragen we haar naar de titel van haar inaugurele rede: De spindokter. Jeanine lacht: “Door middel van de resonantie van kernspins in een MRI-scanner kan ik metabole processen in het lichaam laten zien. Ik zie mezelf als een verbinder van technologie, kliniek en maatschappij, waarbij ik hoop dat metabole beeldvorming een prominentere rol krijgt in de gezondheidszorg. Als het net zo makkelijk toepasbaar wordt als conventionele MRI, kunnen we het echt gaan gebruiken in de kliniek.”

Ze besluit: “Ik hoop met mijn onderzoek bij te dragen aan een gezondere samenleving, door inzicht te geven in hoe het lichaam werkt op het niveau van het metabolisme, een sleutelsysteem dat fundamenteel is voor gezondheid en ziekte. MRI is daarbij een veelzijdig hulpmiddel. Het visualiseren van metabolisme op orgaanniveau helpt enorm bij preventie en het personaliseren van gezondheidszorg. Er is niets boeiender dan daaraan bij te dragen met onderzoek!”

Tekst: Danielle Vogt

Foto: Joey Roberts

Ze studeerde Scheikunde aan de Radboud Universiteit Nijmegen, waar ze in 1994 cum laude afstudeerde. De daaropvolgende jaren voerde ze een promotieproject uit in de groep van Prof. Dr. C.W. Hilbers aan de Radboud Universiteit Nijmegen op het gebied van hoge-resolutie proteïne MRS, waar ze in 1999 promoveerde.

Na haar promotie kreeg ze een langlopende postdoctorale beurs van het Human Frontier of Science Program voor twee jaar onderzoek bij Prof. Brüschweiler (Clark University, VS). Tijdens deze periode bestudeerde ze gecorreleerde eiwitbewegingen door een gecombineerde interpretatie van MR relaxatiegegevens en moleculaire dynamica simulaties.

Na haar postdoc trad ze in 2002 in dienst bij de Biomedische NMR-groep van Prof. Nicolay aan de Technische Universiteit Eindhoven als assistent-professor en werd gepromoveerd tot universitair hoofddocent in 2012.  

Van 2017 tot 2023 was ze universitair hoofddocent aan het UMC Utrecht en in 2024 trad ze in dienst bij de Universiteit Maastricht als hoogleraar. Haar missie is het ontwikkelen en toepassen van geavanceerde multi-nucleaire MRS en MRI methoden voor een beter begrip van ziektemechanismen en het bieden van handvatten voor het verbeteren van ziektediagnostiek en therapie.