Categoriearchief: Techniek

Bioimaging(technologie) voor een betere diagnostiek – Cyttron II

Bij Nemo Kennislink verschenen: “Bioimagingtechnologie voor een betere diagnostiek” van onderzoeksconsortium Cyttron II. Voor deze uitgave deed ik de hoofd/eindredactie en schreef ik mee.

redactie René Rector, Sciencestories.nl

Kennislink bioimaging Cyttron Spread Cyttron II in vogelvlucht
Spread “Cyttron II in vogelvlucht”

De oorzaak van ziektes ligt vaak op moleculair niveau. Kunnen inzoomen op verschillende structuren – moleculen, celorganellen, cellen, weefsels en organen – helpt enorm bij het stellen van een diagnose. Het probleem: zo’n megazoomer bestaat niet. Maar beter kijken… dat kan wel.

Elektronenmicroscoop

Cyttron II zocht en vond nieuwe manieren om juist op de kleinste schaal biomaterialen zichtbaar te maken. Zo werden de eerste stappen gezet om röntgendiffractie (de techniek waarmee de structuur van DNA werd ontrafeld) ook voor kleinere moleculen toepasbaar te maken. Iets groter ontwikkelden wetenschappers van Cyttron II een techniek waarmee je met een elektronenmicroscoop naar celmateriaal kunt kijken. Bioimaging op die schaal is een uitdaging: veel biostructuren gaan namelijk kapot als je ze met elektronen beschiet – precies dat wat je doet met een elektronenmicroscoop.

Het boekje start, net als de andere boekjes over de LSH-FES-consortia met een infographic van mijn hand van de diverse onderzoekslijnen die Cyttron II heeft gevolgd. Dat loopt uiteen van elektronenmiscroscopie tot het construeren van 3D-beelden van celonderdelen.

Problemen met bioimaging

Kennislink bioimaging Cyttron Spread Cellen in 3D
Spread “Cellen in 3D”

De problemen als je biomateriaal in beeld wilt brengen, zijn erg divers en dat zie je terug aan de gevonden oplossingen. Soms zijn ze technologisch van aard – zoals bij het digitaal kunnen scannen van celcoupes – maar technisch oplossen zonder kennis van de biologie gaat niet. Soms zijn ze menselijk van aard, zoals in mijn eigen bijdrage.

Ik schreef voor Cyttron II zelf het verhaal over de speurtocht naar een manier om beelden van verschillende microscopen aan elkaar te verbinden. Na een techniek voor bioimaging te hebben verkend die net zo werkt als gezichtsherkenning, gooiden de onderzoekers het over een heel andere boeg. Kennislink bioimaging Cyttron cover ENGebruiksvriendelijkheid kwam daarmee in het centrum van hun onderzoek te staan.

De andere teksten werden geschreven door Joost van der Gevel, Elles Lalieu en Rineke Voogt. Het boek werd in opdracht van Topsector Life Sciences & Health in twee talen geproduceerd door NEMO Kennislink:

Nemo Kennislink

Lees de Nederlandse uitgave:

Big science in Nederland

Wanneer is science Big Science? De commissie van Velzen adviseerde in 2008 toenmalig minister Ronald Plasterk over investeringen in grootschalige onderzoeksfaciliteiten, en het Rathenau Instituut zocht voor de commissie uit wanneer je iets groot kunt noemen.

Ik deed de eindredactie het onderzoeksrapport en schreef een artikel over de belangrijkste bevindingen in de Rathenau nieuwsbrief:

De vergeten grootheid van de Nederlandse wetenschap

Het Rathenau Instituut deed onderzoek naar Big Science: grootschalige, peperdure en technologisch hoogstaande onderzoeksfaciliteiten. Wat blijkt? De Nederlandse Big Science is ‘bigger’ dan gedacht.

tekst: René Rector, Sciencestories.nl

De nieuwe deeltjesversneller
bij CERN in Genève heeft een diameter van zevenentwintig kilometer en kostte zes miljard euro. Niet echt een bedrag dat een universiteit of onderzoeksinstelling in de achterzak heeft zitten. In
het CERN­project participeren daarom 580 wetenschappelijke instellingen uit twintig landen. Omdat alles er groot aan is, wordt dit soort wetenschap Big Science genoemd.

Nederland speelt graag een rol
in de Europese Big Science. De commissie­Van Velzen (zie kader) wilde daarom weten in welke faciliteiten Nederland het best zou kunnen participeren. Rathenau Instituut­onderzoekers Edwin Horlings en Anouschka Versleijen inventariseerden wat Nederland al aan Big Science in huis heeft. Edwin Horlings: “Gek genoeg was dit nooit eerder onderzocht. En dat uitzoeken lijkt gemakkelijker dan het was. Want behalve een overzicht ontbrak het namelijk ook aan criteria. Wanneer is iets groot? In de fundamentele deeltjesfysica is vijftien miljoen euro niet veel geld. Maar in de sociale wetenschappen is het een vermogen. En wie een groot laboratorium als maatstaf neemt, komt ook bedrogen uit: de gegevens van in Europees verband opgezet sociaal wetenschappelijk enquêteonderzoek staan vooral op internet.”

Horlings en Versleijen vergeleken de criteria voor grootschaligheid van de European Strategy Forum on Research Infrastructures met die van de Amerikaanse National Science Foundation. Daarna lichtten ze de Nederlandse onderzoeksfaciliteiten door en vergeleken
die resultaten met die van grootschalige faciliteiten in het buitenland. Ook legden ze hun bevindingen voor aan de wetenschappers zelf. Het resultaat is een betrouwbare lijst van 66 Nederlandse Big Science­faciliteiten. Gezamenlijk zijn ze 3,5 miljard euro waard.

Onverwacht sterk

Anouschka Versleijen: “Nederland scoort goed op fundamentele deeltjesfysica en astronomie. Dat hadden we ook verwacht: het zijn vakgebieden waarin Nederland van oudsher sterk is. Maar er waren meer sterke velden, en vaak onverwachte. Zo doet de medische sector, met bijvoorbeeld MRI­scanners of DNA­onderzoek, het goed. Deze onderzoeksfaciliteiten zijn vaak niet als compleet laboratorium neergezet, maar in de loop der jaren wel zodanig gegroeid dat ze nu absoluut het stempel ‘Big Science’ verdienen. Ze zijn in de Europese inventarisaties aan ieders aandacht ontsnapt.”

Nederland blijkt verrassend goed in ‘virtuele’ of ‘niet­zichtbare faciliteiten’. Dat zijn faciliteiten die niet op één plek staan, maar die verspreid zijn door het hele land en waarbij de gegevens worden uitgewisseld via computernetwerken. De virtuele faciliteit bestaat niet uit het computernetwerk, maar uit de dataset met gegevens. Horlings: “Denk bijvoorbeeld aan ziekenhuisarchieven met biologisch materiaal. Of aan de databanken van bloedbank Sanquin en de Koninklijke Bibliotheek. Het archief van één lab of ziekenhuis is vaak te klein voor wetenschappelijk onderzoek. Maar als je archieven aan elkaar koppelt, kun je dat materiaal goed vergelijken.”

Uniek

Juist in dat koppelen blijkt Neder­ land uniek te zijn. Hoewel ze het niet uitgebreid onderzochten, denken de onderzoekers daar wel een verklaring voor te hebben. Versleijen: ”Nederland is een klein land. Dus is het relatief eenvoudig om een systeem met een landelijke dekking te bouwen. Bovendien past het ook in het polderdenken om administratiesystemen op elkaar af te stemmen.”

Volgens Versleijen worden ‘virtuele faciliteiten’ te vaak over het hoofd gezien: “Bij Big Science denk je al snel aan een groot gebouw op een locatie. En de traditionele criteria voor grootschaligheid houden ook geen rekening met virtuele grootheid, want internettechnologie is nog jong. Maar gedistribueerde en virtuele onderzoeksfaciliteiten zijn de laatste jaren in aantal en omvang veel sterker gegroeid dan traditionele Big Science labs. Horlings: “Je ziet die verschuiving in alle wetenschappen. Als we echt vooraan willen meelopen, is dit type faciliteiten in steeds meer gebieden onmisbaar.”

Voor meer informatie kunt contact opnemen met Edwin Horlings, 070­3421516

 Rathenau-Groot-in-2008-TNDe commissie-Van Velzen en Big Science

De commissie­Van Velzen adviseert minister Ronald Plasterk (OCW) over de belangrijkste richtingen voor investeringen in grootschalige onderzoeksfaciliteiten in de komende vijf tot tien jaar.

redactie: René Rector

Grootschalige faciliteiten maken grensverleggend onderzoek mogelijk. Voorbeelden zijn radiotelescopen, onderzoeksschepen, de CERN­deeltjesversneller, maar ook biologische collecties of medische biobanken. Een Nederlands voorbeeld is de 7­Tesla MRI­scanner, onderdeel van een consortium voor klinisch en cognitief hersenonderzoek van het LUMC, UMC Utrecht en het FC Donderscentrum in Nijmegen.

Het rapport ‘Groot in 2008: Momentopname van grootschalige onderzoeksfaciliteiten in de Nederlandse wetenschap’ vindt u op www.rathenau.nl. U kunt het opvragen via info@rathenau.nl

Rathenau Instituut