Imec maakt snelle ademtest om virusdeeltjes op te sporen

Het zou kunnen dat we de uitdrukking ‘negatief blazen’ vanaf midden volgend jaar eerder zullen gebruiken voor een coronatest dan voor een alcoholtest. Het Leuvense onderzoekscentrum imec biedt hoop in bange dagen, met een baanbrekende ademtest die even betrouwbaar moet zijn als de standaardtest die we nu gebruiken.

Stel u voor dat u moet blazen aan de ingang van de luchthaven, niet om te meten of er alcohol in uw bloed zit, wel om te weten of u besmet bent met covid-19. Het resultaat van die ademtest is al na enkele minuten bekend en wordt in de cloud automatisch aan uw instapkaart gekoppeld. U loopt door naar de incheckbalie of de veiligheidscontrole en daar krijgt u te horen of u het vliegtuig op mag of in quarantaine moet. Het klinkt als sciencefiction, maar het kan midden 2021 realiteit zijn.

Met zo’n ademtest kunnen besmette kinderen worden opgespoord aan de schoolpoort en werknemers in hun bedrijf. Alle sport- en cultuurevenementen kunnen weer doorgaan als het publiek aan de ingang kan worden getest. “Wie vandaag niet besmettelijk is, kan dat morgen wel zijn. De landen die het coronavirus succesvol onder de knoet houden, testen massaal en frequent”, zegt Peter Peumans, CTO Health Technologies bij imec. “Met onze laagdrempelige ademtest zullen wij dat kunnen.”

Die ademtest zal even accuraat zijn als de testen die nu worden gebruikt, maar hij is veel gebruiksvriendelijker en het resultaat is sneller bekend. Veertig knappe koppen maken lange dagen om alles zo snel mogelijk rond te krijgen. Katleen Verleysen, die bij imec verantwoordelijk is voor strategische partnerschappen in biowetenschappen, maakt zich sterk dat ze de ademtest – in samenwerking met het UZ Leuven – “aan de praat” krijgen. “Het risico dat we niets kunnen meten, is klein.”

De wetenschappers mikken op een lancering in de zomer van 2021. Dan willen ze met een prototype passagiers op Brussel Airport beginnen te testen. “In november testen we hoe we het apparaat performanter kunnen maken”, legt Verleysen uit. “Moeten de testpersonen één of vijf minuten blazen? Moeten ze nog iets extra’s doen, zoals hoesten, roepen of zingen? In december en januari zullen we in teststraten staan. Zo kunnen we de resultaten van onze ademtest valideren met de resultaten van de klassieke test.”

Peumans: “We testen nog niet het finale product, maar een proof of concept. Dat betekent dat we werken met componenten die al op de markt zijn en dus niet perfect op maat gemaakt zijn. Het ziet er nog niet uit als een product.” Net zoals de productie van vaccins al is gestart, zonder dat er bewijs is dat ze werken en veilig zijn, neemt imec al voorsprong, zodat er in de zomer al een aantal apparaten geproduceerd zullen zijn. Hoeveel staat nog niet vast.

“Normaal maak je eerst een proof of concept, daarna ontwikkel je een product en pas daarna ga je de productie opschalen. Wij zetten nu al een productieketen op, terwijl we de klinische studies nog moeten opstarten. We moeten noodgedwongen allerlei binnenwegen nemen”, zegt Verleysen. Ook de procedure om het CE-keurmerk aan te vragen bij de Europese geneesmiddelenwaakhond EMA loopt.

Sneller en minder pijnlijk

Zelfs als er nooit een vaccin wordt ontwikkeld dat 100 procent beschermt tegen SARS-CoV-2, kunnen we met een snelwerkende test het leven weer opnemen zoals we het kenden voor maart 2020. Maar er zijn al snelle testen op de markt. De federale regering verwacht binnenkort een eerste levering van 500.000 sneltesten, die zullen worden ingezet in de ziekenhuizen, bij triagecentra en bij de huisartsen. Ook de regionale overheden hebben sneltesten besteld, die zullen dienen om clusters van besmettingen op te sporen in scholen en bedrijven. Waarom hebben we die snelle ademtest van imec dan nog nodig?

“Op dit moment is de gouden standaard nog altijd de neus-keelwisser en een PCR-verwerking in het labo die viraal RNA – de genetische code van het virus – detecteert. Er is nog geen enkele andere test voorhanden die even accuraat is”, stelt Verleysen. Bij de sneltesten van het farmabedrijf Abbott bijvoorbeeld wordt wel een staal genomen met een wisser, maar er komt geen PCR-techniek aan te pas.

“Met de sneltesten van de overheden wordt gezocht naar antigenen of eiwitten, die aan de buitenkant van het virus zitten”, legt Peumans uit. “Ze zijn waardevol, maar je moet er voorzichtig mee omspringen. Het aantal valsnegatieven ligt hoger dan bij de PCR-testen. Je moet de mensen voorzichtigheidshalve nog altijd in quarantaine zetten.” Imec is voor zover bekend het enige bedrijf ter wereld dat de PCR-techniek combineert met een ademtest.

De eerste uitdaging voor de ontwikkeling van de snelle PCR-test van imec was de duur van het verwerkingsproces te reduceren. “De verwerking gebeurt niet in een labo, maar in een stuk silicium”, merkt Peumans op. Op die manier worden de capaciteitsproblemen van de gespecialiseerde labo’s omzeild. De tweede uitdaging was de staalafname te vergemakkelijken, zodat er geen geschoold personeel aan te pas hoeft te komen. De afname wordt meteen ook minder pijnlijk. De patiënten zullen moeten blazen in een collector, een soort buis, die daarna in een docking station wordt geplaatst voor de analyse, die slechts 5 minuten in beslag mag nemen.

Superverspreiders

De ademtest zal ook de besmettelijkheid van personen meten. “We zullen de hoeveelheid viruspartikels die iemand uitstoot kunnen registreren”, legt Peumans uit. In het jargon gaat het over het aantal quanta per uur dat in de lucht wordt geblazen. Eén quantum stemt overeen met een kans van 63 procent dat mensen die eraan worden blootgesteld, besmet raken met het virus. Bij veelvuldig testen zullen de superverspreiders zonder symptomen er worden uitgehaald voordat ze veel schade kunnen aanrichten. Superverspreiders zouden in deze pandemie verantwoordelijk zijn voor 80 procent van de besmettingen.

Tot nu zijn er nog onvoldoende wetenschappelijke data om de hypothese hard te maken dat kleine kinderen minder mensen besmetten. Met deze test kunnen veel gemakkelijker data over kinderen worden verzameld, zodat we met meer zekerheid kunnen zeggen hoe besmettelijk die zijn. “De neus- en keelwissers die worden gebruikt voor de klassieke staalafnames, zijn gevaarlijk als mensen er dagelijks of wekelijks mee worden getest, zoals bijvoorbeeld bij sporters of het zorgpersoneel in Frankrijk het geval is”, meent Verleysen. “De wissers kunnen wondjes maken, die bij infectie nieuwe problemen veroorzaken.” De ademtest heeft nog andere voordelen. Iedere arts of verpleegkundige heeft een eigen manier om wissers in de neus of de keel te steken of die langs de wang te schrapen. Dat kan een invloed hebben op het staal.

“Het idee voor de ademtest is al in april ontstaan”, zegt Peumans. “Toen was er wetenschappelijk bewijs dat het virus zich verspreidt via druppels en aerosolen. We hebben er maanden over nagedacht hoe we een chip konden bouwen die de aerosolen opvangt en gevoelig genoeg is om het virus te detecteren. Het klinkt eenvoudig, maar het is technisch niet zo gemakkelijk.” Het coronavirus verspreidt zich ook via de lucht. “Ventilatie is daarom minstens zo belangrijk als de mondmaskers”, waarschuwt Peumans. “Daar wordt nog lang niet genoeg op ingezet.”

Voor elk virus

De wetenschappers van imec vreesden even dat ze te laat zouden komen. “In het begin hoopten wij net zoals iedereen dat we er met een korte lockdown vanaf zouden komen”, geeft Katleen Verleysen toe. “Ondertussen weten we dat we nog jaren met dit virus zullen moeten leven. We zetten alles op alles om het toestel zo snel mogelijk te lanceren.”

Bovendien zijn de wetenschappers ook tot de conclusie gekomen dat hun test kan worden gebruikt om eender welke infectieziekte op te sporen die zich via aerosolen verspreidt. Peumans: “Zelfs als covid-19 helemaal van de wereldbol verdwijnt, is er ook economische winst voor bedrijven als ze de verspreiding van griep onder hun werknemers kunnen tegenhouden. Ook griep eist elk jaar veel doden en leidt tot veel absenteïsme. De maatschappij heeft griep nooit echt serieus genomen, maar covid-19 heeft daarin verandering gebracht. De ademtest zou ook rsv en tbc kunnen opsporen.”

Imec kreeg onlangs 2 miljoen euro toegezegd van de Vlaamse overheid, maar dat geld volstaat niet om het onderzoek en de ontwikkeling te financieren. Verleysen: “Het geld van de overheid maakt het mogelijk sneller vooruit te gaan, maar Luc Van den hove, de CEO van imec, heeft van bij de start gezegd dat we onze maatschappelijke rol moeten vervullen.”

“Zolang dit ding niet af is, kunnen wij geen vakantie nemen”, reageert Katleen Verleysen als we vragen of ze het artikel kan nalezen en of ze tijdens het Allerheiligenvakantie vrij heeft genomen. Peter Peumans voegt eraan toe dat heel veel mensen die aan de ademtest werken, nachtwerk doen. “We zijn ons ervan bewust dat het niet snel genoeg kan gaan.”