Snelle analyse van moleculen
Massaspectrometrie imaging is een beeldvormende techniek waarmee je met één opname een gedetailleerde moleculaire kaart van het weefsel kunt genereren. Onderzoekers gebruiken deze techniek onder meer om precies te bepalen waar bepaalde moleculen zich bevinden en hoe ze beïnvloed worden door het ontstaan en verloop van ziekten. “Met deze techniek kunnen we in één meting duizenden moleculen analyseren. In dit geval hebben we meer dan 100 unieke lipiden in hersenweefsel automatisch kunnen identificeren en lokaliseren, die een rol spelen in verschillende ziekteprocessen”, vertelt Ron Heeren, directeur van het Maastrichts onderzoeksinstituut M4I. “De technologie die we hebben ontwikkeld, stelt onderzoekers in staat om moleculaire beelden te genereren van ziek weefsel waarin elke pixel een volledig overzicht bevat van de moleculaire lipiden. Ons uiteindelijke doel is om met deze techniek voor elk specifiek weefsel een database op basis van lipiden en vetzuren in te richten.”

Rol van lipiden
Eerder deed het team van M4I al onderzoek naar de rol van lipiden bij bacteriële infecties. “Het grote voordeel van deze techniek is dat we niet alleen heel snel en nauwkeurig de ernst van de infectie kunnen vaststellen, maar ook dat we aan de hand van het type lipide kunnen zien hoe de infectie bij de patiënt verloopt. Verder blijkt uit veel onderzoeken naar ziekten zoals kanker dat in het aangetaste weefsel de patronen van lipiden significant veranderen. Met deze methode kunnen we nu precies nagaan welke lipiden tijdens het ziekteverloop veranderen en zo meer inzicht krijgen in de moleculaire processen die verantwoordelijk zijn voor de ontwikkeling van kanker. Dit zou uiteindelijk kunnen leiden tot nieuwe therapieën die specifiek gericht zijn op deze chemische veranderingen”, zegt Shane Ellis, eerste auteur en universitair docent bij M4I. Op dit moment onderzoekt het M4I-team de rol van lipiden en de invloed van subtiele moleculaire structuurveranderingen in een veelvoud aan biomedische studies, waarbij deze nieuwe methodologie ook zal worden toegepast.

Technisch hoogstandje
Niet alleen voor medische doeleinden is het nu gepubliceerde onderzoek baanbrekend, het is ook een technisch hoogstandje. Dit is vooral te danken aan de interpretatiesoftware die is ontwikkeld door wetenschappers aan de University of Southern Denmark (SDU) en het VILLUM Center for Bioanalytical Sciences in Odense (Denemarken). Het onderzoek biedt de mogelijkheid om twee gelijktijdige metingen te doen; zo worden een hoog-resolutie beeldvormingsexperiment en een gedetailleerde structuuranalyse van de waargenomen moleculen gelijktijdig uitgevoerd. Verder is deze methode gekoppeld aan een stevige data analyse strategie die lipiden identificeert en automatisch gegevensbestanden ter grootte van gigabytes verwerkt. “Dit onderzoek is om meerdere redenen uniek”, vertelt Ellis. “Zo zijn de gelijktijdige metingen nog niet eerder gecombineerd met de analyse en is de benodigde apparatuur alleen beschikbaar in Maastricht. Het lab van M4I is op dit moment de enige plek in de wereld waar dergelijke gedetailleerde lipidenanalyses kunnen worden uitgevoerd.”

EURLIPIDS
Dit onderzoek, dat wordt geleid door M4I, is het eerste voorbeeld van wat er mogelijk is binnen EURLIPIDS. Op initiatief van de Universiteit Maastricht en het Nederlandse chemiebedrijf DSM zijn verschillende partijen uit de Euregio Maas-Rijn (grofweg het gebied tussen Leuven en Keulen) samengekomen in EURLIPIDS, het grensoverschrijdende project dat eerder deze maand is gelanceerd. Onder deze partijen bevinden zich kennispartners en innovatieve bedrijven die werkzaam zijn in de technologie (RWTH Aachen University, M4I, Brightlands Chemelot Campus en de universiteiten van Luik en Leuven) en medische wetenschap (Maastricht UMC+, Universiteit Hasselt en het universitaire ziekenhuis in Aken). EURLIPIDS valt onder Interreg V-A Euregio Maas-Rijn en wordt financieel ondersteund door het Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling.