van de baanbrekende resultaten die zijn geboekt in de zes zogenoemde LSH-FES consortia: tEPIS, Cyttron II, NeuroBasic PharmaPhenomics, Virgo, DCTI en NIRM. De activiteiten van deze consortia liepen van 2010 tot 2016 en werden gecofinancierd uit de zogenoemde aardgasbaten. De werkterreinen van deze onderzoeksconsortia waren zeer divers: image sharing, bioimaging, hersenaandoeningen, virussen, diabetes type 1 en regeneratieve geneeskunde. Hoewel uiteenlopend in focus, hebben de zes consortia als overeenkomst dat zij alle werkten aan de vaak zo moeilijke stap van fundamenteel onderzoek naar praktische toepassingen. Na zes jaar hard werken zijn de resultaten van deze samenwerkingsverbanden duidelijk zichtbaar – veel ontwikkelingen zijn direct inzetbaar voor patiënten, danwel kunnen worden gebruikt voor onderzoek dat heel dicht bij de patiënten staat.
Diagnose, medicijnen, herstel
‘Diagnose, medicijnen, herstel’ doet verslag
Diagnose, medicijnen, herstel LSH-FES: onderzoek om wetenschap dichter bij de patiënt te brengen
LSH - FES
LSH - FES
Inhoud LSH-FES Introductie
NEUROBASIC – De volgende generatie medicijnen voor hersenziekten 7
Medicijnen ontwikkelen voor hersenziekten
Life Sciences & Health: kennisontwikkeling voor vitale burgers
8
NeuroBasic in vogelvlucht
44
46
Schizofrenie behandelen begint bij begrip
TEPIS – Digitale infrastructuur voor pathologisch onderzoek Pathologen gaan in de cloud
Muizen met epilepsie
48
53
Ingenieuze apparatuur maakt hersenonderzoek makkelijker
14
‘Het is geen automatisme; soms word je teleurgesteld’
Zestienduizend foto’s vergelijken
56
62
De uitdaging zit in het juiste berekening tEPIS in vogelvlucht
VIRGO – Virusinfecties: beter begrepen, beter bestreden
18
Volg de immuunrespons in stapjes
CYTTRON II – Bioimagingtechnologie voor een betere diagnostiek Google Earth tot in de cel: ‘Zo ziet het er bij jou ook uit’ Cyttron II in vogelvlucht
22
66
Model immuunsysteem beter door slim combineren data Viruskillers ook economisch succesvol
70
Snotterende dromedarissen verspreiden dodelijk virus
26
68
72
Maximaal inzoomen zonder risico
28
Oppepper voor een uitgeput afweersysteem
Microscoopglaasjes gaan digitaal
30
Gluren door het sleutelgat: Een kakofonie van genactiviteit
Een moleculaire kaart van het weefsel Cellen in 3D
‘Onschuldig’ mazelenvirus brengt je afweer om zeep
35
Ziekenhuis of niet? Je genen bepalen het
36
‘De mens is de uitdaging, niet de techniek’
76
39
82
86
Vaccins werken niet als je ze op de plank laat liggen
88
79
LSH - FES
LSH - FES
Inhoud
Hart geeft nog niet alle geheimen prijs
DCTI – Op weg naar genezing van diabetes type 1
138
Leverschade herstellen met eigen cellen Diabetes type 1: op weg naar genezing
92 Bloedcellen met een streepjescode
DCTI in vogelvlucht
142
145
94 Is de regelgeving klaar voor regeneratieve geneeskunde?
Gezocht: cel voor insulineproductie
96
Opdracht: kweek miljoenen bètacellen
100
Over LSH-FES
Eilandjes transplanteren in een kunstmatige alvleesklier Pomp houdt donoralvleesklier in vorm
102 Health˜Holland
107
tEPIS Eerste tests versus laatste strohalm
150
110 Cyttron II
Als tissue engineering en stamcelonderzoek elkaar ontmoeten
114
Een paardenmiddel – kraakbeen printen voor gewrichtsherstel
116
Virgo
153
DCTI
155
NIRM
156
119
Een duwtje in de richting van bot of kraakbeen
122 Colofon
Bouw een testkit op maat
128
Stamcellen overleven op synthetische hydrogel Herstellen met stamcellen
151
NeuroBasic PharmaPhenomics
NIRM – Help het lichaam zichzelf te herstellen
Design je eigen hartklep
132
Nooit meer droge beschuitjes
134
Maak je eigen onderzoeksmateriaal
149
137
130
159
152
146
LSH - FES
Voorwoord Herman Verheij LSH-FES SECTORCOÖRDINATOR
Voor u ligt een fraai boek over de baanbrekende resultaten die zijn geboekt in de zes zogenoemde LSH-FES projecten: tEPIS, Cyttron II, NeuroBasic, Virgo, DCTI en NIRM. LSH staat voor ‘Life Sciences & Health’, oftewel de toepassing van de levenswetenschappen voor onze gezondheid, en FES voor ‘Fonds Economische Structuurversterking’, dat putte uit de zogenoemde aardgasbaten. Deze publiek-private samenwerkingsverbanden begonnen hun activiteiten in 2010, na goedkeuring door de Nederlandse overheid van een overkoepelend voorstel. Dit voorstel werd ingediend door een consortium van meer dan honderd partners – waaronder veel kleine en middelgrote bedrijven, multinationals, universitaire en medische onderzoeksgroepen, patiëntenorganisaties, en de ministeries van VWS, OCW en EZ. De FES-subsidie werd ingezet om tot publiek-private samenwerkingsvormen te komen: tegen elke euro subsidie van de overheid werd ook een euro door de partners geïnvesteerd. Hiermee werden projecten gefinancierd die reeds hun kracht hadden bewezen in de LSH-clusters Diagnose, Geneesmiddelen, Regeneratieve geneeskunde, en Technologie & Infrastructuur. Na zes jaar hard werken zijn de resultaten van deze samenwerkingsverbanden duidelijk zichtbaar – veel ontwikkelingen zijn direct inzetbaar voor patiënten, of kunnen worden gebruikt voor onderzoek dat heel dicht bij de patiënten staat. Hiermee hebben de consortia aangetoond dat ze de onderzoeksgelden optimaal hebben ingezet om bij te dragen aan het verbeteren van de nationale gezondheid, en voor het aanjagen van de economische bedrijvigheid in Nederland. Veel van deze resultaten vindt u terug in dit boek. U zult versteld staan van de ontwikkelingen in de diverse vakgebieden. Ik wens u dan ook veel leesplezier!
7
LSH - FES
LSH - FES
Introductie tekst: Herman Verheij en René Rector
Life Sciences & Health: kennisontwikkeling voor vitale burgers De doorbraken binnen de Life Sciences & Health (LSH) topsector volgen elkaar steeds sneller op. De 21ste eeuw wordt niet voor niets nu al de eeuw van de life sciences genoemd. Life sciences, of levenswetenschappen, dragen bij aan het verbeteren van de gezondheid van mensen.
Nederland heeft een excellente kennisbasis en top-
teuren van de topinstituten Center for Translational
wetenschappers. Door samen te werken met bedrij-
Molecular Medicine (CTMM), Top institute Pharma
ven, gezondheidsfondsen, patiënten(organisaties),
(TI Pharma), het Biomedical Materials Programma
overheid en andere organisaties worden nieuwe
(BMM) en het Netherlands Genomics Initiative
oplossingen gerealiseerd: betere diagnostiek, slim-
(NGI), heeft mede de basis gelegd voor de Topsector
mere medicijnen, manieren om weefsel te helpen
Life Sciences & Health.
herstellen, alsmede nieuwe diensten en services ten behoeve van preventie en zorg. In toenemende mate
Het programma werd in 2009 zorgvuldig samen-
bestaan preventieve en therapeutische interventies
gesteld vanuit de gedachte dat Nederland op
uit combinaties van bovengenoemde oplossingen.
verschillende vakgebieden binnen de gezondheidssector dicht bij de vaak zo moeilijke stap richting
De samenwerkingsverbanden die in dit boek
patiënt was, en dat een subsidieprogramma precies
hun resultaten presenteren zijn voorbeelden van
het goede duwtje in de rug zou zijn om die stap te
publiek-private samenwerking op het gebied van
maken en tegelijkertijd de samenwerking tussen
onderzoek en ontwikkeling. De gepresenteerde
wetenschappelijk onderzoekers en bedrijfsleven
projecten zijn, naast bijdragen van de betrokken
duurzaam te verstevigen.
partners, mede gefinancierd vanuit de aardgasbaten (Fonds Economische Structuurversterking, FES)
Op het terrein van diagnostiek zijn twee clusters
van de Nederlandse overheid in het zogenoemde
van onderzoek die aanhaken op die gedachte: tEPIS
“LSH-FES-programma”. Dit programma, ontwik-
en Cyttron II. Beide onderzoeksprogramma’s beogen
keld onder leiding van de (wetenschappelijke) direc-
middels technologische vernieuwing de diagnostiek
8
9
CY T TRON II
CY T TRON II
Google Earth tot in de cel: ‘Zo ziet het er bij jou ook uit’
b
Van groot naar klein
c
a
d
e
f
g
h
i
j
k
l
a Zwemmende zebravisjes.
b Zebravisembryo.
c Zebravisembryo.
d Lichtgevoelige cellen in het oog.
e Hersencellen.
f Kraakbeencel, het zwarte bolletje is de celkern.
g Darmcellen, met vingerachtige uitstulpingen.
h Een bacterie in de darm.
i Spiercellen.
j Dit lijkt ook een cel, maar hier is een onderdeel van een cel zichtbaar: de celkern met DNA.
k De kleine bolletjes zijn ribosomen.
l Mitochondriën.
24
25
NEUROBASIC
NEUROBASIC
Inter view tekst: Rineke Voogt beeld: Michel Mees
Schizofrenie behandelen begint bij begrip Voor mensen met schizofrenie is het dagelijks
In de volksmond wordt schizofrenie soms aangeduid
dagdromen over een gesprek, dan weet ik: dat is niet
leven niet makkelijk. Medicijnen kunnen helpen
als een “gespleten persoonlijkheid”, met talloze
echt, het is een dagdroom. Een schizofreniepatiënt
om de symptomen te onderdrukken, maar de
alter ego’s. In werkelijkheid heeft de ziekte niets
kan zo’n dagdroomgesprek juist als de realiteit
te maken met meervoudige persoonlijkheid, maar
ervaren. Dat maakt het leven erg ingewikkeld.”
bijwerkingen zijn niet mild. Steven Kushner,
met een gebroken denkproces. Schizofrenie tast
hoogleraar Neurobiologische psychiatrie aan het
de manier van denken aan. Het lopen, praten, eten
Opgeteld bij de vervelende symptomen komt
of slapen is niet anders, maar de patiënt heeft het
ook nog een vervelend stigma van de ziekte, zegt
Erasmus Medisch Centrum zoekt als onderzoeker
fundamenteel lastiger om de wereld om zich heen te
Kushner: “Als een persoon ‘tegen zichzelf praat’,
binnen NeuroBasic naar alternatieve behandelin-
begrijpen. Kushner: “Wij zien dingen om ons heen
rinkelt er bij de omgeving al snel een alarmbel: hier
en we snappen meteen wat belangrijk is, en wat we
klopt iets niet. We vinden het eng. Terwijl als iemand
gen, maar: “de ziekte is lastig te begrijpen en de
kunnen negeren; wat echt is en wat niet. Iemand
zichzelf met insuline injecteert, we meteen weten
stap van proefdieren naar de mens is groot.”
met schizofrenie kan dat niet goed. Als ik als gezond
waar het om gaat en vinden we dat misschien
persoon bijvoorbeeld in mijn eentje ben en zit te
oncomfortabel, maar normaal.”
48
49
NIRM
NIRM
Infographic tekst: René Rector beeld: Parkers
Als tissue engineering en stamcelonderzoek elkaar ontmoeten
Soms zijn weefsels en organen
het lichaam wordt lichaamseigen
steiger (een scaffold, in vak-
zodanig beschadigd, dat ze uit
celmateriaal opgekweekt, en dat
termen) van bio-afbreekbaar
zichzelf niet meer herstellen.
wordt in plaats van donormateri-
materiaal. Door het materiaal
Wanneer dat herstel wel nodig
aal geïmplanteerd.
“slim” te maken en er vervolgens
is omdat de functie essentieel is
Het blijkt een lastige noot om te
lichaamseigen cellen op aan te
voor een kwalitatief acceptabel
kraken. Als behandelend arts
brengen, groeit in het lab nieuw
leven, zijn patiënten nu meestal
moet je in staat zijn om buiten
weefsel in de juiste vorm met de
aangewezen op symptoombestrij-
het lichaam voldoende weefsel
juiste functie. Als lichaamseigen
ding of donatie. Donormateriaal
op te kweken uit cellen van de
cellen blijken stamcellen het goed
Hele organen of weefselstructuren buiten het lichaam bouwen, en met behulp
is echter vaak schaars, en eenmaal
patiënt. Bovendien moet dat
te doen, omdat die nog niet uit-
van dat bouwsel het lichaam helpen zichzelf te herstellen: daar gaat het
geïmplanteerd moet een patiënt
weefsel op precies de goede
ontwikkeld zijn. “Slim maken”
levenslang medicijnen slikken om
manier ontwikkelen, zodat het
betekent dat er in steigermateriaal
om bij tissue engineering. Maar tissue engineering is nog niet zo makkelijk.
afstotingsverschijnselen te voor-
de juiste functie kan uitoefenen.
instructies worden ingebakken
Want hoe zorg je dat precies het goede weefsel gaat groeien?
komen. Bij regeneratieve genees-
Daartoe maken tissue engineers
zodat de stamcellen weten wat
kunde gaat het anders: buiten
vaak buiten het lichaam een soort
ze moeten doen.
1 Een arts neemt stamcellen weg uit het lichaam.
114
2 In het lab wordt een steiger gebouwd. Dit kan op verschillende manieren. Soms wordt een steiger geprint met een 3D-printer. In andere gevallen wordt bio-afbreekbaar materiaal gemodelleerd in de juiste vorm.
3 Op de steiger worden stamcellen aangebracht. De steiger is voorzien van wegwijzers die stamcellen helpen zich op de gewenste manier te ontwikkelen.
4 De nieuwe structuur wordt operatief geplaatst. Daar neemt het lichaam de herstelwerkzaamheden over. Afstotingsverschijnselen zijn er niet, omdat het implantaat uit eigen cellen is opgekweekt. 115