Nieuwe methode bespaart kostbare tijd bij grote rampen

De vraag voor een nieuwe methode voor DNA-isolatie uit bot kwam op na de ramp met vlucht MH17. Bij het NFI komen normaal gesproken één à twee botsamples per week voor onderzoek binnen. Maar na deze ramp kwamen langere tijd veel botresten binnen voor identificatie. Het maken van een persoonsuniek DNA-profiel uit botten bestaat uit een aantal stappen, legt Duijs uit. “De zogeheten DNA-isolatie is de eerste stap in het proces. Dan maak je het DNA vrij uit de cellen die in het bot zitten. Het DNA is dan nog niet zichtbaar. Je moet het eerst vrijmaken en opschonen. Daarna blijft een laagje vloeistof over waar het pure DNA in zit. Door gebruik te maken van chemicaliën, kun je uiteindelijk een DNA-profiel verkrijgen en zichtbaar maken.”

Fijn botpoeder

Het huidige proces van DNA-isolatie uit bot duurt twee dagen. Onderzoekers zorgen er eerst voor dat een apparaat het bot tot een fijn poeder vermaalt. Hoe fijner het botpoeder is, hoe makkelijker het DNA vrijkomt uit de botmatrix. Dat bot is erg hard, waardoor je het eerst moet oplossen. Dat kan met bepaalde chemicaliën. Hoe meer botpoeder je gebruikt, hoe langer het duurt tot het opgelost is. Dat kost tijd en dat moet anders, meent Duijs. Ze is daarom de vakliteratuur én het laboratorium ingedoken om zich te verdiepen in een nieuwe, snellere methode.

Om dat doel te kunnen realiseren, heeft het NFI een projectvoorstel aangedragen bij de NCTV (Nationaal Coördinator Terrorismebestrijding en Veiligheid). Het project is goedgekeurd, waarna het NFI voor tien maanden geld heeft gekregen. Duijs, die moleculaire biologie aan de hogere laboratoriumopleiding in Leiden heeft gestudeerd,  is met het project aan de slag gegaan. “Om DNA-isolaties uit bot sneller te laten verlopen bij mogelijke toekomstige rampen, ben ik mij gaan verdiepen in wat mogelijk is met DNA-isolatie uit bot. Hoe je met minder botpoeder toch tot een DNA-profiel kunt komen.”

Remmende stoffen

De forensisch onderzoeker heeft in het lab onderzocht wat de resultaten zijn als ze minder botpoeder gebruikt en zag tot haar opluchting dat die eigenlijk alleen maar verbeterden. “Het probleem met botten is dat ze vaak veel ‘remmende’ stoffen bevatten”, legt ze uit. “De botsamples waar wij mee werken zijn vaak al oud of in slechte staat, waardoor die remmende stoffen het maken van een DNA-profiel bemoeilijken. DNA-onderzoek is vaak de laatste mogelijkheid om een persoon te identificeren. Als je minder botpoeder gebruikt, is de remmer naar verhouding ook minder en krijg je dus betere resultaten.” Wat die remmer precies is, is lastig te achterhalen. Dat kan bovendien per bot verschillen.

Proces leren kennen

Duijs heeft maandenlang uitgebreid onderzocht welke chemicaliën ze kan combineren om het DNA  uit botten zo zuiver mogelijk over te houden als eindproduct van de isolatie. “Door veel te testen en te onderzoeken, leerde ik het hele proces van de isolatie kennen. Hoe zit het in elkaar? Wat gebeurt er als ik aanpassingen doe aan de buffersamenstelling?”, schetst de forensisch onderzoeker haar werkwijze.

Het nadeel van botten is dat ze allemaal anders zijn, waardoor de resultaten erg kunnen verschillen. Duijs heeft daarom veel botten nodig om te zien wat de resultaten zijn, maar dat botmateriaal is niet altijd snel voorhanden. “Minder botpoeder gebruiken, is een goede eerste stap in het proces gebleken. Uiteindelijk had ik een goede methode met verschillende chemicaliën. Maar het grote doel is een apparaat dat de isolatie deels uitvoert, het automatiseren, zodat we minder handen nodig hebben.”

DNA-isolatieset van Promega

Als Duijs net op de goed weg is, komt het bedrijf Promega met een eigen DNA-isolatiekit speciaal voor botten die ze binnenkort op de markt gaan brengen. De forensisch onderzoeker wilde die methode wel met die van haarzelf vergelijken. Haar eigen methode bracht weliswaar meer DNA op, maar ze zag ook dat haar DNA-profielen minder informatie bevatten dan die van Promega. De DNA-opbrengst van haar eigen methode is dus beter, maar kennelijk zit er toch een remmende factor in haar DNA-extracten, waardoor haar methode het toch aflegt. Als ze de DNA-profielen vergelijkt, lijkt de zuivere DNA-opbrengst die is vrijgemaakt met de set van Promega groter.

Het betekent een keerpunt in de zoektocht naar de juiste chemicaliën. Duijs besluit verder te gaan met de set van Promega en het apparaat Maxwell. “Het proces is op zich hetzelfde, maar ze gebruiken net andere chemicaliën waardoor het DNA schoner wordt”, erkent Duijs. “Ik ben daar nu al langere tijd mee aan het testen en het aan het doorontwikkelen om zo schoon mogelijk DNA over te houden.” Ze combineert de set van Promega nu met de kennis die ze zelf heeft opgedaan uit haar eigen onderzoek om tot een zo zuiver mogelijk DNA-profiel te kunnen komen.

Hoopgevende botsamples

Een DNA-profiel bestaat uit allerlei pieken en is in het algemeen uniek voor een persoon en vertelt iets over van wie dat bot was. Hoe meer piekjes je ziet, hoe zekerder je kunt zijn van de identificatie, vertelt Duijs. “De nieuwe methode bracht ons ook bij het Landelijk Bureau Vermiste Personen van de Politie. We hebben toestemming gevraagd om de enigszins hoopgevende botsamples van personen die nog niet geïdentificeerd zijn opnieuw te isoleren. We wilden heel graag onderzoeken of dat met deze methode wél lukt.” In helft van de zaken is het gelukt om een beter profiel te krijgen. Of dat ook tot identificatie van vermiste personen leidt, is nog niet bekend.

Duijs verwacht dat de nieuwe methode, die ze de Maxwell-methode is gaan noemen, van grote waarde kan zijn bij mogelijk toekomstige grote rampen. Dat zit hem vooral in de tijdsbesparing. “We hebben in het hele proces van de identificatie van MH17 slachtoffers veel kennis opgedaan. De bottleneck was toen de DNA-isolatie uit bot. Met de Maxwell-methode kan botisolatie in één ochtend klaar zijn. Dat is een grote vooruitgang”, benadrukt Duijs.

De nieuwe Maxwell-methode gaat binnenkort in gebruik bij het NFI en vervangt de oude methode voor het isoleren van DNA uit bot.