Hoe werkt de chemie in een cel? Dat is de vraag waarmee Wilhelm Huck, hoogleraar Fysisch organische chemie aan de Radboud Universiteit, zich bezighoudt. Klinkt oersimpel, maar Hucks methode is ingenieus: hij pakt cellen in in minuscule waterdruppels, die fungeren als kolf. Superfundamentele scheikunde, met toepassingen in geneeskunde in het verschiet. Huck houdt vrijdag 25 maart zijn oratie.

De chemie in een cel, waar het een grote chaos van reacties en interacties is, daarvan weten we minder dan ons lief is, legt Wilhelm Huck uit. ‘Liefst zou je die chemie ín de cel willen bestuderen, maar dat gaat niet, want dan gaat die dood. Bovendien is één cel, geen cel: elke cel in een organisme, ook die zijn opgebouwd uit dezelfde bouwstenen en dus “dezelfde cellen” zijn, reageert toch weer anders.’

Duizenden kolfjes
Dus zocht Huck naar een goed model en vond dat in picoliter druppels water. Een picoliter druppel heeft een tiende van de dikte van een haar en ongeveer het volume van een cel. Zulke druppels kun je maken; tienduizenden per seconde zelfs, allemaal even groot, op een chip. ‘En in zo’n druppel breng je dan een cel in of alle bouwstenen die ook in een cel aanwezig zijn. Zo heb je tienduizenden reactorvaatjes die lijken op een cel.’
De techniek om dat te doen is niet enorm ingewikkeld – als je eenmaal weet hoe het moet. Huck was in Cambridge, waar hij tot 2010 werkte, wel een van de eersten ter wereld die ermee werkte. En het is, in al zijn simpelheid, een innovatie van formaat: ‘Dit is voor chemici echt een nieuwe manier van werken: meestal kijken we naar één kolfje met een te bestuderen stof in een paar milliliter oplossing; nu kunnen we in diezelfde milliliters miljarden druppelkolfjes tegelijk bekijken.’

Vind de vijf tumorcellen
Omdat op deze manier zulke grote aantallen bestudeerd kunnen worden, is het niet erg dat cellen kunnen variëren: de steekproef is groot genoeg om conclusies aan te verbinden. Tegelijkertijd zijn de cellen die afwijken duidelijk te zien en nader te bestuderen. En dat maakt, op termijn, de techniek interessant voor toepassingen in de geneeskunde. ‘Bij kanker bijvoorbeeld kunnen vijf tumorcellen op vijf miljard gezonde cellen in een paar milliliter bloed al tot uitzaaiingen  leiden. Maar vind die vijf tumorcellen maar eens. Als je met onze techniek een paar milliliter bloed opsplitst in miljarden picoliter druppels-met-celinhoud kun je in de toekomst die miljarden allemaal doormeten en vínd je die vijf cellen waarvan je heel precies wilt weten: wat gebeurt daar?’
Ook voor (auto)immuunziekten, waarbij het eveneens speuren is naar afwijkende cellen, kan de techniek werken. ‘Als je weet welke cellen betrokken zijn en wat daarin precies gebeurt, kun je, is het idee, werken aan heel gerichte therapie. Omdat je dan precies weet op welke details je moet aangrijpen.’/ Anja van Kessel