Nieuwe DNA-methode leidt tot betere hooikoortsvoorspelling
Naturalis Biodiversity CenterNu hooikoorts vaker voorkomt, is het meten van hoeveelheden en soorten allergeen stuifmeel in de lucht van wereldwijd sociaal-economisch belang. De traditionele manier om die te bepalen is door met een microscoop te kijken naar stuifmeelkorrels die zijn opgevangen in een zogeheten pollenval. Dat levert belangrijke informatie op voor hooikoortspatiënten, maar het is tijdrovend werk waar hoogopgeleide specialisten bij nodig zijn. Er is daarom behoefte aan nieuwe technieken om dit proces te automatiseren.
Pollenmeetstation
Onderzoekers van Naturalis pasten DNA-methodes toe waarbij niet naar het stuifmeel zelf, maar naar het DNA dat erin zit werd gekeken. Met deze nieuwe benadering kan het DNA van allerlei verschillende soorten stuifmeel tegelijkertijd worden bekeken. De stuifmeelmonsters zijn genomen bij twee Nederlandse pollenmeetstations, gefocust op drie veel voorkomende allergene plantengroepen, die bloeien in het vroege voor- of najaar.
Eén van de meetstations bevindt zich op het dak van het Leids Universitair Medisch Centrum (LUMC) in Leiden en het ander op het dak van het Elkerliek ziekenhuis in Helmond. Het DNA-onderzoek is uitgevoerd bij Naturalis Biodiversity Center te Leiden. Het gebruik van de techniek, DNA-metabarcoding genaamd, maakt het mogelijk pollen tot op soortniveau te herkennen en te tellen, waar dit met een microscoop meestal slechts tot op familieniveau mogelijk is. Hierdoor geeft de techniek een veel gedetailleerder beeld, zoals de wetenschappers van Naturalis, Oslo University, Hogeschool Leiden en de twee betrokken ziekenhuizen laten zien in het vakblad Science of the Total Environment.
Hooikoorts in december
Bovendien ontdekten de wetenschappers dat DNA van stuifmeel intact blijft in microscopische preparaten. Wereldwijd zijn er gedurende tientallen jaren dagelijks microscopische preparaten aangelegd bij pollenmeetstations, die nu toegankelijk blijken voor DNA-onderzoek. De gebruikte DNA-marker kan zowel zeer allergene als doorgekruiste plantensoorten onderscheiden van verwante soorten, die met andere DNA-markers of microscopisch onderzoek niet op naam gebracht kunnen worden.
De marker maakt het mogelijk te onderzoeken welk stuifmeel allergeen is en van welke plantensoort het afkomstig is. Veel mensen klagen tegenwoordig in december al over hooikoorts. Ecoloog Marcel Polling van Naturalis: “Een journalist van de NOS vroeg mij hoe dat kan, en ik ben het gaan uitzoeken. Er is een gekweekte hybride soort els (Alnus × spaethii) met allergeen stuifmeel, die veel in steden wordt aangeplant en al in december bloeit. Deze nieuwe inzichten krijgen we dankzij dit soort DNA-onderzoek aan stuifmeelpreparaten.”
Leefbare steden
“Daarnaast ontdekten we dat stuifmeel van een uitheemse soort, glaskruid, steeds meer voorkomt in Nederland door klimaatverandering. Deze plant komt oorspronkelijk uit het Middellandse Zeegebied, maar is de laatste tien jaar ook hier in opkomst door opwarming. In stedelijke gebieden doet glaskruid het extra goed en het stuifmeel blijkt sterk allergeen te zijn. Bovendien is het stuifmeel niet te onderscheiden van stuifmeel van niet-allergene brandnetels.”
Polling: “Steeds meer mensen ervaren langere hooikoortsperiodes; ze lijken wel het hele jaar te duren. De oorzaak hiervan ligt in nieuwe allergene plantensoorten die zich in Nederland vestigen, de aanplant van uitheemse soorten, en de langere bloeiperiodes van inheemse soorten. Zonder het toepassen van onze DNA-techniek op oude stuifmeelpreparaten waren we hier nooit achter gekomen.”
“Het mooie van het gebruik van DNA als onderzoeksmethode is dat het inzetbaar is op allerlei domeinen, en het biedt ons steeds nauwkeurigere informatie. Bij het inrichten van steden kan bijvoorbeeld rekening gehouden worden met mensen en hun allergieën, en gekozen worden voor andere soorten laanbomen. Zo maken we onze steden leefbaarder voor hooikoortspatiënten”.
Meer informatie
Tekst: Hester Dolkens, Naturalis Biodiversity Center
Foto's: Getty Images; Bram Belloni; Marcel Polling, Naturalis Biodiversity Center