De toxiciteit van stoffen testen – zowel kwalitatief als kwantitatief. Dat is de specialiteit van Toxys, een start-up vanuit het Leids Universitair Medisch Centrum.

De farmaceutische industrie ontwikkelt jaarlijks duizenden nieuwe stoffen. Voordat die op de markt komen, worden ze uitvoerig getest op veiligheid voor mensen. ‘Daarvoor bestaan allerlei in-vitrotesten’, zegt Giel Hendriks van de start-up Toxys, ‘maar die laten doorgaans niet zien waaróm een stof toxisch is.’
Dat is het gat in de markt waar Toxys in sprong, nu twee jaar geleden. Hendriks is oprichter en enige eigenaar van dit bedrijf, dat een nieuwe generatie toxiciteitstests ontwikkelt. ‘De gangbare tests zijn niet meer van deze tijd’, zegt hij. ‘Ze zijn vrij ongevoelig: veel stoffen blijven ongedetecteerd. Je ziet eventuele schade pas bij proefdieren of bij mensen. En ze geven vaak vals-positieve resultaten, waardoor veel kansrijke stoffen onterecht uitvallen en de medicijnontwikkeling wordt vertraagd.’

‘De gangbare testen zijn niet meer van deze tijd’

Hendriks werkte jarenlang als onderzoeker bij het LUMC. Eerst vanuit fundamentele vragen rond DNA-schade, mutaties en kanker, later deed hij meer toegepast onderzoek. ‘Ik werkte aan een systeem om beter inzicht te krijgen in de schadelijke effecten van stoffen’, vertelt hij. ‘In 2012 realiseerde ik me: dit is toepasbaar, hier is vraag naar. Want dat is een ander groot nadeel van de gangbare testen: ze geven geen inzicht in de werkingsmechanismen van toxiciteit. Waarom geeft de ene stof een positief testresultaat en de andere niet? Dan is de uitslag onmogelijk te vertalen naar een daadwerkelijk risico.’
Bedrijven, zo legt Hendriks uit, willen graag begrijpen waarom een bepaalde stof schadelijk is. Reageert een stof met DNA of andere onderdelen in cellen? En hoe reageren cellen op schade? ‘Die kennis is voor bedrijven cruciaal om te beslissen of een stof doorontwikkeld kan worden, en hoe dan’, vertelt Hendriks. ‘Vanuit het LUMC heb ik daarom Toxys opgezet. We werken met een collectie van stamcellen waarin we de activatie van verschillende cellulaire stress-pathways kunnen visualiseren. Daarmee kun je de meest cruciale schades identificeren en krijgen we inzicht in de biologische reactiviteit van een stof.’

Fluorescent vlaggetje

De test, die Toxys op de markt brengt onder de naam ToxTracker, is gebaseerd op activatie van specifieke genen. ‘We hebben biomarkergenen geselecteerd die actief worden bij specifieke cellulaire schade,
bijvoorbeeld DNA-schade of oxidatieve stress’, legt Hendriks uit. ‘Die genen hebben we voorzien van een fluorescerend vlaggetje, en vervolgens ingebouwd in zes verschillende stamcellijnen. Die kun je in 96-wellsplaten systematisch blootstellen aan oplopende concentraties van de stof in kwestie, en dan kwantitatief de fluorescentie meten.’ Met eigen software kan Toxys vervolgens de toxische reactiviteit berekenen – maar ook bijvoorbeeld een onbekende stof vergelijken met een grote database met profielen van bekende stoffen. Hendriks: ‘Die database groeit nog altijd. Uiteindelijk hopen we die te kunnen gebruiken voor het identificeren van onbekende stoffen.’
Heeft de test al verrassende dingen opgeleverd? Jazeker, vertelt Hendriks enthousiast. ‘De EU heeft lijsten met stoffen waarvan bekend is dat ze vaak een vals-positief resultaat geven in de huidige genotoxiciteitstesten. Wij kunnen voor een aantal daarvan nu laten zien dat ze helemaal niet genotoxisch zijn – en we kunnen ook laten zien waarom ze dan wel positief reageren op gangbare testen. Dat is iets waar de industrie meteen mee verder kan.’

Interesse

‘Vanaf dag één hebben we omzet gedraaid’, vervolgt Hendriks. ‘We draaien nu een paar projecten voor grote farmaceutische en cosmetische bedrijven uit de wereldwijde top-tien. Ze beginnen vaak met een kleine pilotstudie, waar dan grotere vervolgopdrachten uit komen. De interesse groeit snel.’
Dat komt, aldus Hendriks, doordat de ratio tussen kansrijke stoffen en uiteindelijke marktwaardige producten opeens veel gunstiger wordt. ‘In Engeland zijn er ook wel initiatieven op dit gebied’, vertelt Hendriks, ‘op basis van een vergelijkbaar principe, maar de voorspellende waarde van die testen is veel kleiner.’ Daarnaast is de ToxTracker ook interessant voor petrochemische bedrijven, chemieconcerns die bijvoorbeeld verf maken, en voor de milieusector. ‘Feitelijk alle industrieën waarbij nieuwe stoffen op toxiciteit moet je testen.’

Plannen

Ambitieuze toekomstplannen heeft Toxys ook. Hendriks: ‘We zijn nu bezig met een tweedegeneratieassay. We duiken ook in de ontwikkelingstoxicologie: welke stoffen hebben invloed tijdens de embryonale ontwikkeling? En we kijken naar nieuwe medische toepassingen, bijvoorbeeld meer orgaanspecifiek, via organ-on-a-chiptechnologie. Dan kun je ook de effecten op verschillende weefsels met elkaar vergelijken.’
Er werken zeven mensen bij Toxys, van wie er een is gedetacheerd vanuit het LUMC. Een startfinanciering vanuit het ministerie van Economische Zaken loopt ook via het LUMC. ‘Uiteindelijk gaan we los van elkaar opereren’, legt Hendriks uit, ‘maar de contacten en gezamenlijke projecten blijven uiteraard doorlopen. Dat is voor beide partijen goed – het LUMC kan zo werken aan valorisatie, en wij blijven de binding houden met de academische kennisontwikkeling.’

‘Vanaf dag één hebben we omzet gedraaid’

Toxys heeft net een spannende periode achter de rug. Vorige maand besloten het Zeeuws Investment Fund en het Zuid-Hollandse Innovation Quarter aan te haken. Extra investeringen die hard nodig zijn om een eigen lab op te zetten. Hendriks is vol vertrouwen – en blikt nu al tevreden terug. ‘Ik had een vaste aanstelling bij het LUMC’, vertelt hij, ‘en een goed lopende onderzoekslijn, dus ik hoefde niet weg. Maar ik had de sterke overtuiging dat die assay het verschil zou kunnen maken. Als academicus kun je zo’n technologie niet verder ontwikkelen. En ik merkte dat ik het ontzettend leuk vond om in dat zakelijke aspect te duiken, buiten de academische wereld te kijken, een eigen toekomst te maken. Met mensen praten, samen iets ontwikkelen wat echt iets kan betekenen… Dat geeft een enorme kick. Die momenten dat het lukt om financiering binnen te krijgen, de eerste klant binnen te halen… Onbetaalbaar.’