U-SPECT ziet het muizenmolecuul

De vandaag officieel in gebruik genomen U-SPECT-muizenscanner in het UMC Utrecht maakt ongekend snelle en scherpe beelden van de binnenkant van het levende muizenlijf.

Een muis wordt langzaam in de U-SPECT-scanner geschoven, drie camera’s volgen zijn traject. Foto’s Norbert Gehéniau

„Ik ga een muizen-SPECT scanner maken, en hij zal beter zijn dan jouw muizen-PET scanner!” riep de Utrechtse uitvinder Freek Beekman zeven jaar geleden stoutmoedig tegen de Amerikaan Michael Phelps. Phelps is de met hoge onderscheidingen gelauwerde uitvinder van de PET (Positron Emission Tomography)-scanner. En waarachtig: daar ligt Beekmans U-SPECT scanner te glimmen in een laboratorium van het Utrechtse Genomics Centrum. U-SPECT staat voor Ultra-Single Photon Emission Computed Tomography.

Zijn vinding laat de prestaties van bestaande scanners ver achter zich. U-SPECT maakt beelden van de binnenkant van het lichaam van een levende muis of rat waarop details van 0,35 millimeter zijn te onderscheiden. In drie dimensies. Beekman sleepte al menige prijs in de wacht met de plaatjes die hij ermee maakte. Bestaande SPECT-scanners komen niet verder dan een resolutie van 0,8 millimeter en natuurkundewetten houden de ondergrens van een proefdieren-PET-scanner rond 1 millimeter.

„Het lijkt maar een kleine verbetering, maar binnen de afmetingen van een muis maakt dit een wereld van verschil. Dit apparaat haalt een diepe frustratie weg bij onderzoekers,” zegt Beekman. „Het is alsof ze na jarenlang naar vage beelden turen plotseling een bril op de juiste sterkte hebben gekregen.”

Proefdieren zijn onmisbaar voor biomedisch onderzoek naar ziekten bij de mens. Ze leren onderzoekers waar verschillende genen voor dienen, waarom mensen verslaafd raken, en hoe medicijnen zich gedragen. Een SPECT-scanner brengt in beeld waar – met radioactiviteit gemarkeerde – moleculen terecht komen in het dierenlijf. Zo’n molecuul kan bijvoorbeeld cocaïne zijn, of een stof die aan aftakelende tumorcellen bindt.

Voor het volgen van moleculen is de snelheid van een scanner belangrijk, en ook die is ongeëvenaard. Beekman: „Gewone SPECT-scanners doen tien minuten over een plaatje. Dan mis je wat er binnen die tijd met jouw molecuul gebeurt. De U-SPECT kan het binnen tien seconden. Zet meerdere beelden achter elkaar en je hebt een filmpje.”

Marten Smidt, moleculair bioloog aan het Rudolf Magnus Instituut, zal het apparaat veel gaan gebruiken. Smidt onderzoekt wat het molecuul dopamine doet in het brein bij de ziekte van Parkinson. „Op de eerste scans zie ik al dingen die ik nooit eerder ben tegengekomen. Hele kleine hersengebiedjes waar ook dopamine blijkt te zitten.”

Voor proefdieren zelf biedt de scanner ook voordelen. Er zijn veel minder dieren nodig om een onderzoeksvraag op te lossen. Smidt: „Als je vroeger je markeerstof in de tijd wilde volgen, moest je een hele reeks dieren na verschillende tijden opofferen en ontleden. Nu kun je hetzelfde dier op verschillende leeftijden in de scanner leggen, en hoef je het er niet voor dood te maken.” Om die reden is naast de U-SPECT een proefdierhuis ingericht, waar gescande muizen verblijven tot ze weer de scanner in moeten.

Beekman startte in mei vorig jaar samen met het UMC Utrecht het bedrijf MIlabs, dat de U-SPECT scanner produceert en verder ontwikkelt. Uit de hele wereld staan onderzoeksgroepen in de rij. Het eerste exemplaar is al verkocht aan het Universitair Medisch Centrum Groningen. Een toepassing voor mensen en een nog betere versie voor proefdieren zijn onderweg.

    • Niki Korteweg