Snellere betrouwbare coronatest ontwikkeld door TNO | Technisch Weekblad
Achtergrond

Snellere betrouwbare coronatest ontwikkeld door TNO

Spoedig nadat het coronavirus ook in Nederland was vastgesteld, volgden de tests door medisch microbiologische labs en de GGD. Inmiddels zijn er ook sneltests voor thuisgebruik, al kunnen deze qua nauwkeurigheid niet tippen aan de PCR-test die de GGD’s uitvoeren. Een test die dat wél kan, is de door TNO ontwikkelde LAMP-test.

In april 2020 richtte TNO het Brains4corona-team op, om mee te werken aan de bestrijding van de effecten van het coronavirus. Het team verzamelde projectvoorstellen om door te ontwikkelen, 21 in totaal. Eén van die projecten is de TNO LAMP-test, een coronatest die net zo betrouwbaar is als de PCR-test, maar sneller, gemakkelijker en goedkoper kan worden uitgevoerd.

Snelle test, geen sneltest

‘Ik spreek liever van een snelle test dan een sneltest’, vertelt moleculair microbioloog Bart Keijser, hoofdonderzoeker van het project. Dit om verwarring met de nu in de winkels verkrijgbare sneltesten te voorkomen.

De LAMP-test werkt op vergelijkbare wijze als de PCR-test: bij beide wordt een neus- en keelswap afgenomen in een teststraat en de analysetechniek van beide is gebaseerd op het selectief kopiëren van een stukje genetische informatie van het virus om de aanwezigheid hiervan in een monster aan te kunnen tonen. Bij beide tests wordt het RNA van het coronavirus eerst omgezet in DNA. Om dit DNA vervolgens met de PCR (polymerasekettingreactie)-methode te kunnen kopiëren, wordt, om het enigszins simpel te zeggen, door middel van hitte de dubbele helix van het DNA als het ware uit elkaar getrokken. Vervolgens wordt het DNA weer afgekoeld waarna synthetische DNA-fragmenten (zogenoemde primers) kunnen binden op bepaalde locaties op het enkelstrengs DNA. De stap maakt het mogelijk dat specifieke enzymen (zogenoemde DNA-polymerases) een kopie kunnen maken van de DNA-streng. Op deze manier kun je een specifiek stukje genetische informatie kopiëren. Vervolgens moet het DNA opnieuw worden verhit, waardoor het replicatieproces zich opnieuw afspeelt. Door een aantal van deze cycli te doorlopen, kan een specifiek stukje DNA exponentieel worden vermeerderd en op die manier kun je de aanwezigheid van het virus – in dit geval het SARS-CoV-2-virus – aantonen in een monster.

'Je hebt met LAMP geen hitte nodig om de dubbele helix van het DNA uit elkaar te trekken, maar gebruik je een enzym dat de strengen uit elkaar “duwt”'

De LAMP-test van TNO – LAMP staat voor Loop mediAted isotherMal amPlification – werkt in de basis hetzelfde: een specifiek stukje genetisch materiaal van het virus wordt specifiek vermeerderd, waardoor het – indien aanwezig – detecteerbaar is. ‘Alleen heb je met LAMP geen hitte nodig om de dubbele helix van het DNA uit elkaar te trekken, maar gebruik je een enzym dat de strengen uit elkaar “duwt”’, vertelt Keijser.

Een klein verschil, maar met grote gevolgen: bij een PCR-test werk je met cycli – een monster moet een bepaald aantal cycli van verhitten, afkoelen en repliceren doorlopen voordat het gebruikt kan worden voor detectie van het virus. De te testen monsters worden hiervoor in een thermocycler gezet, waar ze zo’n anderhalf uur in moeten staan. Gedurende die tijd kun je er geen nieuwe monsters bij plaatsen. Bij de LAMP-test heb je dat probleem niet: daar hoeven de monsters slechts korte tijd, zo’n 20 minuten bij een temperatuur van circa 65°C, in een incubator te staan. Hierdoor kun je er continu nieuwe monsters bij plaatsen. Een ander aspect is dat er bij de LAMP-reactie een specifieke DNA-structuur wordt gevormd die zelf het kopieerproces kan starten. Dit door op een slimme manier stukjes van verschillende delen van het te kopiëren DNA aan elkaar te koppelen. Dit versnelt de reactie enorm.

Kickstart

Het Japanse Eiken Chemical ontwikkelde de methode voor de LAMP-test in 2000. Tot nu toe wordt ze niet heel veel gebruikt; de in 1980 ontwikkelde PCR-methode werkt prima en de werking van primers voor deze methode is veel verder uitgewerkt. Keijser is echter van mening dat de inzet van de LAMP-test bij deze pandemie het nut van LAMP heeft aangetoond en verwacht een kickstart voor de LAMP-test als diagnosemethode.


Lab komt naar de testlocatie

Het verschil in replicatie van het eventueel aanwezige genetisch virusmateriaal bedraagt dus zo’n 70 minuten. Dat verklaart bij lange na niet de snelheid waarmee een uitslag beschikbaar is: maximaal twee uur bij de LAMP-test, tegenover 24 tot 48 uur bij de PCR-test. ‘Dat grote verschil zit hem vooral in de logistiek’, legt Keijser uit. ‘De tweede stap die wij ondernomen hebben, is om het lab waarin de test wordt uitgevoerd, naar de teststraat te brengen.’

Bij de PCR-test worden de monsters afgenomen in de teststraat, waarna een koerier deze naar het lab brengt. Daar worden ze uitgepakt, gedesinfecteerd, overgezet naar een plaat voor extractie en vervolgens naar een PCR-plaat. Dan vindt de PCR plaats en wordt er gekeken of het virus aanwezig is. In dat gehele proces zit veel wachttijd. Bij de LAMP-test kunnen de monsters daarentegen op locatie worden geanalyseerd: omdat er minder apparatuur nodig is, zijn de testfaciliteiten voor de LAMP-test veel kleiner.

'De juridische regelgeving, die er ongetwijfeld met een goede reden is, zit ons nu een beetje in de weg’

Al in oktober van vorig jaar begon de GGD in Amsterdam met het gebruiken van de LAMP-test van TNO. En tot nu toe is dat nog steeds de enige plaats waar de test wordt toegepast. Dat heeft niet zozeer te maken met technische uitdagingen, maar eerder met juridische. Keijser: ‘Een diagnostisch lab moet via bepaalde kwaliteitsnormen – genaamd ISO-normen – werken. Dat kan voor medisch diagnostische labs op twee manieren: ofwel alle benodigde materialen voor de test worden door de leverancier met een CE-IVD-keurmerk verkocht; dan ligt de verantwoordelijkheid volledig bij de leverancier. Maar het verkrijgen van die keurmerken is een langdurig traject. De tweede manier is een lab developed test, een LDT. De verantwoordelijkheid ligt dan volledig bij het uitvoerend lab. Dat is bij ons testlab in Amsterdam het geval, het lab heeft een volledige certificering moeten doorlopen. Maar wil je onze test nu elders ook gaan inzetten, dan moet dat lab dat daar wordt opgezet volledig opnieuw door die certificering heen, ondanks dat het om precies dezelfde testomgeving gaat. Dus de juridische regelgeving, die er ongetwijfeld met een goede reden is, zit ons nu een beetje in de weg.’

Keijser hoopt dat deze juridische uitdagingen vlug worden opgelost; het is frustrerend dat er een snellere, goedkopere, net zo betrouwbare test is die ook goed is uit te voeren door GGD-personeel, maar dat deze momenteel nog niet landelijk ingezet kan worden. Hij roept de overheid op hier werk van te maken.

Nederland is niet het enige land dat werkt aan een LAMP-test. Keijser: ‘We hebben wekelijks overleg met allerlei landen. Met name met de VS, waar verschillende groepen eraan werken, maar ook met Oostenrijk en Duitsland. En ook Frankrijk en het Verenigd Koninkrijk werken eraan.’

Gezamenlijke ontwikkeling

De ontwikkeling van de LAMP-test in Nederland is een gezamenlijke ontwikkeling van het onderzoeks- en bedrijfsleven en uitvoerende instanties. De volgende instanties zijn hierbij betrokken:

  • TNO
  • DSM
  • Leiden UMC
  • GGD Amsterdam
  • Micronit
  • RIVM
  • UMC Groningen
Ontvang de nieuwsbrief

Meld je nu aan!

Gratis proefabonnement TW

Bestel nu 2 gratis proefnummers TW