Categoriearchief: Tekst

Voorbeelden van tekst over wetenschap die ik geschreven heb.

‘Het is geen automatisme; soms word je teleurgesteld’

Het principe achter onderzoeksconsortium NeuroBasic is om geneesmiddelen op een zinnige manier te testen op proefdieren, waarbij de ziekte die ze moeten genezen vooral tot uiting komt in hun gedrag. Een muis blijft echter een proefdier van dertig gram en lange snorharen. Is een muis wel zo geschikt om menselijke aandoeningen aan te meten? Aan het woord Chris de Zeeuw, programmadirecteur NeuroBasic en Steven Kushner, Transworkpackageleader Schizofrenie.

door René Rector, Sciencestories.nl & Rineke Voogt

Waarom is gekozen voor een muis als proefdier?

De Zeeuw: “We hebben voor 97 procent dezelfde genen als een muis. Dat betekent dat heel veel genetische defecten, die ervoor zorgen dat een bepaald eiwit niet of verkeerd wordt aangemaakt, bij een muis identieke problemen veroorzaakt. Bovendien kan een muis gemakkelijk genetisch gemanipuleerd worden, is een muis eenvoudig te houden, plant hij zich snel en makkelijk voort en is goedkoop – wat het altijd al tot een geschikt proefdier maakte.”

Toch zijn er ook cases bekend van medicijnen die op de muis goed werkte, maar in de klinische trials teleurstelden.

De Zeeuw: “Dat komt voor. We hebben het binnen NeuroBasic ook gezien. In de praktijk blijkt dan dat een proces genetisch dezelfde oorsprong heeft bij muis en mens, maar dat de mate waarin de genen tot expressie komen bij een mens toch anders is. Daarom is het ook zo belangrijk dat je goed blijft opletten zodra je de vertaalslag naar de mens gaat maken: het is geen automatisme dat het daar net zo werkt. Soms word je gedeeltelijk teleurgesteld. Het blijft echter ook interessant om te kijken wat er nu juist wel en wat juist niet vergelijkbaar is.”

Kushner: “Een proefdier is geen persoon: de muis is expliciet een model, niet de daadwerkelijke patiënt. Dat maakt het moeilijk. We moeten goed uitzoeken welke delen van de fysiologie vergelijkbaar of juist compleet anders zijn.”

Je zou ook kunnen kiezen voor een ander proefdier.

Kushner: “Het kan soms voordelig zijn om te kiezen voor bijvoorbeeld de zebravis of een fruitvlieg. Maar voor ons type hersenonderzoek blijft het essentieel dat het modelbrein lijkt op dat van een mens. Het brein moet zo ontwikkeld mogelijk zijn, maar het dier moet zo min mogelijk lijden. Een potentieel diermodel als een primaat komt dan te dichtbij: hun emoties lijken te veel op die van ons.”

De Zeeuw: “Er is geen beter model. Welk dier je ook kiest, de stap waarbij je van proefdier naar mens gaat blijft cruciaal. En juist omdat we wel veel lijken op andere zoogdieren, maar er wel degelijk verschillen zijn, wordt iets wat veelbelovend leek toch geen succes of slechts een gedeeltelijk succes.”

Het argument dat proefdieren soms helemaal niet zo’n goed model blijken, wordt door lobbyisten ook aangevoerd om dan maar helemaal van proef- dieren af te stappen. Wat vindt u?

De Zeeuw: “Ik heb wel sympathie voor de moraal die voorschrijft dat elk proefdier er één te veel is. Ik vind dat je proefdieren alleen maar mag opofferen als er een reële kans is op nieuwe kennis. Toen ik als jonge onderzoeker mijn eerste rat moest doodmaken, heb ik overwogen een carrièreswitch te maken. Maar de realiteit is nu eenmaal dat we geen alternatief hebben. Er zijn geen proefdieren in het rijkdom der zoogdieren die geschikter zijn voor genetische manipulatie dan een muis, en helemaal zonder proefdieren kan je eigenlijk alleen in sommige gevallen, door op gekweekt weefsel te testen, en dan nog moet dat weefsel ergens vandaan komen. Waar dat kan, gebeurt dat ook. Maar je kunt aan weefsel niet zien of het depressief is, of epileptisch. Je kunt dat alleen maar aan het gedrag van een levend organisme zien.”

Kushner: “Het komt er uiteindelijk op neer dat geen enkele patiënt medicijnen zou willen testen die hem kunnen schaden. Als je proefdieren volledig buiten beschouwing laat, neem je dus een enorm risico. Niet alles kun je testen op computermodellen of gekweekte cellen. Maar het is echt niet zo dat wetenschappers dolgraag met proefdieren werken. Hopelijk hebben we ze op een dag niet meer nodig. Als er een net zo goed alternatief was, al kwam het zelfs maar in de buurt van net zo goed: ik zou het morgen overnemen, en velen met mij.”

Dit Kennislink hersenziekten NeuroBasic | hersenziektenverhaalLSHFES cover NL Diagnose, medicijnen, herstel | pathologen over pathologen schreef ik samen met RIneke Voogt en verscheen in Diagnose, medicijnen,
herstel, een boek onder mijn hoofdredactie over de resultaten van de LSH-FES-onderzoeksconsortia. Het verhaal hoort bij het gedeelte over onderzoeksconsortium Neurobasic.

Diagnose, medicijnen, herstel, werd uitgegeven door:

Nemo Kennislink | pathologen

Rolstoelbasketbal: vernieuwing op wieltjes

Wetenschappers ontwikkelen een rolstoel die perfect is om mee te sporten. Hun onderzoek verlegt niet alleen de grens van wat we weten over de rolstoelsport. Het verandert ook de rolstoeltopsport zelf, al was dat voor het rolstoelbasketbal tijdens de afgelopen Paralympics in Rio te laat.

tekst: René Rector, Sciencestories.nl

Als je wilt sporten met een rolstoel, dan moet die aan andere eisen voldoen dan een rolstoel voor dagelijks gebruik. Bij een wedstrijd wil de sporter zo snel mogelijk of zo wendbaar mogelijk zijn. Voor een sport als basketbal wil je ook nog zo hoog mogelijk zijn, want dat vergroot de kans om te scoren. Wetenschappelijk onderzoek naar prestaties onder rolstoelsporters is schaars. ‘Er is wel onderzoek gedaan, maar dan ging het altijd om een testsituatie, waarbij de proefpersonen vaak volledig functioneerden’, vertelt Rienk van der Slikke van de TU Delft.

‘Dat gaat op twee manieren mis. Wie niet gewend is om in een rolstoel te rijden, gebruikt een rolstoel anders dan wie erop is aangewezen. Bovendien was het nog maar de vraag of die testsituatie een wedstrijdsituatie goednabootste.’ Annemarie de Witte van de Vrije Universiteit Amsterdam vult aan. ‘Daarom zijn we from scratch begonnen om bij rolstoelbasketbalteams op topniveau te meten hoe de spelers tijdens de wedstrijd bewegen. We kozen voor rolstoelbasketbal, omdat die sport relatief veel beoefend wordt.’

Niet eenduidig

Van der Slikke rustte de rolstoelen van de nationale teams van onder meer Nederland en Groot-Brittannië uit met sensoren. Die houden bij hoe snel een speler beweegt, hoeveel hij draait, hoeveel zijwaartse beweging er is. Gecombineerd met video-opnames construeerde hij de mobiliteit tijdens een wedstrijd. ‘Dat was nooit eerder gedaan en leverde echt nieuwe informatie op’, zegt Van der Slikke. ‘Zelfs coaches kregen weer nieuwe informatie.’

Een rolstoelbasketballer rijdt in een wedstrijd stukken van tot 12 meter, maar meestal zijn het korte sprintjes van een meter of drie. Voorts draaien ze veel. Uit het sensorenonderzoek bleek zonneklaar dat je geen eenduidige bewegingsrepertoire en frequentie voor rolstoelbasketballers kan beschrijven. ‘De doelgroep valt op twee manieren uiteen’, vertelt De Witte. ‘Het hangt erg af van je positie in het veld. Guards (verdedigers) en forwards (middenvelders) bewegen veel meer, terwijl de centers (aanvallers) veel meer stilstaan. Veel hangt ook af van je handicap. Rolstoelbasketbal wordt beoefend door mensen die een onderbeen missen, maar ook door mensen die een hoge dwarslaesie hebben. De bewegingsbeperking is niet bij iedereen even groot.’

Volgens Van der Slikke is dat precies de reden waarom er in eerdere onderzoeken steeds in een gecontroleerde testomgeving is gemeten. Al snel wordt het aantal variabelen dat van invloed kan zijn op de meting zo groot, dat de onderzoeker niet meer weet wat hij aan het meten is.

Anti-tipwieltje

Het bewegingsonderzoek leidde tot de ontwikkeling van een testcircuit waarin de meeste bewegingen zijn opgenomen die tijdens een wedstrijd ook voorkomen: een lange sprint, korte sprintjes, draaibewegingen, stukjes achteruit, enzovoort. Met instelbare rolstoelen keken De Witte en Van der Slikke welke variaties op het testcircuit echt prestatieverhogend werkten. ‘Een anti-tipwieltje, dat onmogelijk maakt dat je achterover kunt vallen, en schuin geplaatste wielen waren de veranderingen ten opzichte van een gewone rolstoel die al waren doorgevoerd voor wij begonnen. Wij gingen variëren met stoelhoogte, gewichtsverdeling en de positie van de wielen ten opzichte van het lichaam. We verwachten dat we, als het onderzoek is afgerond, rolstoelsporters goed kunnen adviseren hoe ze hun stoel het best kunnen laten maken, afhangend van hun wensen en mogelijkheden’, zegt Van der Slikke.

Rolstoelbasketbal en rompmobiliteit

Voor deze Paralympische Spelen in Rio is dat nog net iets te vroeg, wat niet wegneemt dat er vanuit rolstoelhockey en -tennis al met grote belangstelling naar de resultaten wordt gekeken. En op hoofdlijnen zijn de onderzoekers er ook wel uit. Aanvallers zetten het best de zitting hoog neer, terwijl voor wie veel af- stand maakt de balans essentieel lijkt. De ondersteuningswieltjes remmen de rolstoel op langere stukken te veel af. ‘Wat iemand wil, moet je combineren met wat iemand kan. Als iemand nog rompmobiliteit heeft, kan hij hoger zitten omdat hij dan tijdens het voortbewegen voorover kan buigen en die beweging om kan zetten in snelheid. Iemand met een hoge dwarslaesie zit met z’n bovenlichaam gefixeerd in zijn rolstoel. Die kán niet voorover buigen.’

Dit is een gedeelte van het verhaal. Het hele verhaal verscheen in september 2016 in:

eos maandblad over wetenschap

Duurzame verpakkingen

wur-food-biobased-duurzame-verpakkingen-overzichtDe ontwikkeling van duurzame verpakkingen vraagt om inzicht in de hele verpakkingscyclus én om kennis van de consument. Niet alleen het materiaal van de verpakking bepaalt de duurzaamheid, maar ook de oorspronkelijke grondstof, de voordelen voor het verpakte product en bijvoorbeeld de end-of-life-opties zoals recycling of compostering. De verpakking moet bovendien zo ontworpen zijn dat consumenten deze willen kopen én correct gebruiken.
Voor onderzoeksinstuut Food & Biobased Research (FBR) van de Wageningen Unisversity & Research schreef ik de webteksten rond het thema. Food & Biobased Research heeft de expertise in huis om de gehele levenscyclus van verpakkingsmaterialen te betrekken in onderzoek naar het verpakkingsmateriaal dat het te verpakken product het beste heel of vers houdt vanaf de productie tot de consument. Food & Biobased Research probeert daarbij een optimale balans te vinden tussen duurzaamheid, praktische vereisten en wensen van een klant.

1 Duurzame grondstoffen

wur-food-biobased-duurzame-verpakkingen-1-grondstoffenDe levenscyclus van een verpakkingsmateriaal doorloopt zes stadia. Aan de wieg moet er antwoord komen op de vraag: welke grondstof kiezen we? Wageningen UR Food & Biobased Research zet een breed palet aan commercieel beschikbare grondstoffen in bij de ontwikkeling van nieuwe, duurzame verpakkingen: plastic, karton, hout, glas en blik. Daarnaast ontwikkelen we verbeterde of compleet nieuwe duurzame verpakkingsmaterialen.

2 Eigenschappen

wur-food-biobased-duurzame-verpakkingen-2-eigenschappenBij de keuze voor een verpakkingsmateriaal is het van belang vast te stellen wat het materiaal moet doen voor het product, hoe het vervoerd wordt, wie het product gaat uitpakken en hoe dat gebeurt. Wageningen UR Food & Biobased Research onderzoekt eigenschappen van verpakkingsmaterialen om duurzame verpakkingen met een optimale ketenprestatie te ontwikkelen.

3 Het verpakte product

wur-food-biobased-duurzame-verpakkingen-3-het-productEen verpakking is primair bedoeld om ervoor te zorgen dat een product op een praktische, handzame manier en met zo min mogelijk schade bij de eindgebruiker komt. Hoe een verpakking daar het best voor kan zorgen hangt sterk af van de eigenschappen van het verpakte product en daarmee de eisen die aan de verpakking gesteld worden. Wageningen UR Food & Biobased Research heeft veel ervaring met eisen die producten stellen aan verpakkingen. Die eravring variëert van versproducten zoals voedsel en bloemen tot producten als elektronica en chemicaliën.

4 Logistiek

wur-food-biobased-duurzame-verpakkingen-4-logistiekSnel, langzaam, over de weg, per spoor, schip of vliegtuig, koud, warm… de omstandigheden waaronder producten vervoerd worden lopen sterk uiteen. Een verkeerd gekozen verpakking kan optimaal transport frustreren. Het kan grote gevolgen hebben voor de kwaliteit van een product, en daarmee de financiële marges flink onder druk zetten.

5 Consument en verpakking

wur-food-biobased-duurzame-verpakkingen-5-consument-en-verpakkingVerpakkingen hebben invloed op de keuze die een consument maakt. Specifieke voordelen, zoals een lipje waarmee een verpakking makkelijk geopend kan worden, of de grootte van een verpakking, kunnen cruciaal zijn. Veel gunstige eigenschappen van verpakkingen – zoals verbetering van houdbaarheid van producten of een duurzame herkomst – zijn voor de consument niet in één oogopslag duidelijk.

6 Eindfase verpakking

wur food biobased duurzame verpakkingen: 6 eindfaseZodra een product is geconsumeerd, verliest het verpakkingsmateriaal haar oorspronkelijke doel. Een goede eindbestemming van het overbodig geworden verpakkingsmateriaal beïnvloedt de duurzaamheid van de verpakking in sterke mate. Bovendien zien overheden streng toe op deze levensfase van verpakkingsmaterialen. Wageningen Food & Biobased Research neemt afvalverwerkingsopties en hergebruiksopties daarom mee in haar onderzoek naar en ontwikkeling van verpakkingsmaterialen.

De gehele productieketen

wur food biobased duurzame verpakkingen: 8 productieketenEen verpakking moet er allereerst aantrekkelijk uitzien, maar een product ook beschermen en/ of perfect recyclebaar zijn. Gedurende de hele gebruikscyclus moet de verpakking zo goed mogelijk functioneren. Wageningen UR Food & Biobased Research kent de eisen die de keten stelt en onderzoekt hoe een optimale verpakking de totale ketenprestatie verbetert.

Verschillende stappen in de keten stellen andere, soms conflicterende eisen aan verpakkingen. Een verpakking moet producten bundelen en beschermen, moet logistiek goed ingebed kunnen worden en de marketing van het product ondersteunen. We maken zorgvuldige afwegingen op basis van deze wensen en eisen. We adviseren opdrachtgevers op basis hiervan over de vraag welke oplossing de beste ketenprestatie oplevert.

Duurzaamheid

wur food biobased duurzame verpakkingen: 7 duurzaamheidDuurzaamheid is een ingewikkelde term. Het kan zowel gaan over de milieubelasting als over de sociale of economische aspecten van een product of productieproces. Wageningen UR doet onderzoek naar al deze aspecten, Food & Biobased Research richt zich specifiek op onderzoek naar milieubelasting en kosteneffectiviteit.

In alle fases van de levenscyclus kunnen verpakkingen de milieubelasting van verpakte producten verlagen: tijdens de productiefase en transport, het gebruik van de verpakking en de afvalfase van de verpakking. Wageningen UR Food & Biobased Research ontwikkelt en onderzoekt duurzame verpakkingsopties in de afzonderlijke fases, en in de levenscyclus als geheel.

De afzonderlijke webteksten zijn integraal te lezen op de website van Wageningen UR Food & Biobased Research. Dat kan door op de screenshots te klikken, of door alle teksten te bekijken op de website van:

Wageningen-UR-logo

 

Herstellen met stamcellen

Lichaamsmateriaal buiten het lichaam opkweken om ermee te knutselen spreekt tot de verbeelding. Maar er kan meer met stamcellen. Soms is het niet nodig om hele transplantaten te bouwen. Stamcellen zijn van grote waarde voor patiënten, ook als ze niet teruggeplaatst worden.

tekst: René Rector, Sciencestories.nl

Als een orgaan defect is, kun je proberen om het hele orgaan in een kweek es of met een printer opnieuw te maken. Maar dat is niet bij alle weefsels nodig. Soms volstaat het om op de plek van het defect iets nieuws te kweken. Maar hoe doe je dat?

Stamcellen functies laten oppakken

In de basis start dit soort onderzoek op dezelfde manier als de tissue engineers doen: ergens uit het lichaam worden stamcellen weggehaald. Buiten het lichaam worden deze stamcellen opgekweekt, waarna de onderzoekers ze laten differentiëren in de juiste soort cellen. Die worden daarna weer ingespoten in het lichaam, waar ze de functie oppakken die het lichaam zelf niet meer kan vervullen. Het klinkt eenvoudiger dan het is. Elke stap in het proces is uitdagend. Vind, om te beginnen, maar eens de juiste stamcellen. En kweek ze daarna maar eens in een petrischaaltje. Wellicht de ingewikkeldste uitdaging is nog om zeker te weten dat je ze veilig terug kunt plaatsen. Dat laatste is niet altijd nodig.

Personalized medicine

Er zijn verschillende aandoeningen waar al medicijnen voor bestaan, maar waarbij de variatie in hoe patiënten op die medicijnen reageren groot is. De ene hartpatiënt of kankerpatiënt heeft enorm baat bij het medicijn, terwijl de ander niet reageert of zelfs schade ondervindt van het medicijn. Bij zulke geneesmiddelen zou je als arts eigenlijk op voorhand willen weten of wat je voorschrijft ook gaat helpen. Je wilt medicijnen personaliseren (ook wel personalized medicine genoemd).

Dat wordt steeds beter mogelijk. Onderzoekers zijn in staat om met behulp van stamcellen patiënt-eigen weefsel te kweken buiten het lichaam. Zo’n kweek dient dan als ‘proefkonijn’ om te voorspellen welk effect het geneesmiddel heeft.

Dit Kennislink regeneratieve geneeskunde Nirm cover NLverhaalLSHFES cover NL Diagnose, medicijnen, herstel | pathologen verhaal over stamcellen verscheen in Diagnose, medicijnen, herstel, een boek onder mijn hoofdredactie over de resultaten van de LSH-FES-onderzoeksconsortia. Het verhaal hoort bij het gedeelte over onderzoeksconsortium NIRM.

Pathologen gaan in de cloud

Praktisch gezien is op grote schaal samenwerken voor pathologen lastig. Hun object van studie bestaat uit flinterdunne plakjes weefsel onder de microscoop. Samen kijken betekent dat je naast elkaar moet gaan zitten. Tot voor kort. Ook pathologen werken nu in de cloud.

tekst Rene Rector, Sciencestories.nl

Traditioneel kunnen pathologen alleen samen naar een preparaat kijken met behulp van een zogenoemde multikop: een microscoop met twee sets kijkvensters. Even digitaal een bestandje mailen zit er niet in: tot een paar jaar geleden bestond er geen scanner die gedetailleerd genoeg een heel preparaat kon scannen. Een foto van een preparaat is al gauw vijf gigabyte groot en dat zet je niet even op de mail. Bovendien: alles wat een connectie heeft met internet is gevoelig voor informatielekken, en de informatie die weefselcoupes bevat is privacygevoelig.

3.000 Megapixel

“Beveiliging en de omvang van bestanden waren onze grootste uitdagingen”, vertelt Nikolaos Stathonikos, ICT-specialist bij de pathologie-afdeling van het Universitair Medisch Centrum Utrecht (UMCU) en projectleider van het tEPIS-project. Dit project, waarin pathologie-afdelingen van zes universitair medische centra en Philips participeren, beoogt om datgene te doen wat tot nu toe onmogelijk was: op afstand preparaten bekijken, informatie met elkaar te delen en grootschalig pathologisch onderzoek logistiek sterk te vereenvoudigen.

tEPIS, het Trait Enhanced Pathology Image Sharing-systeem, bouwt voort op een recente technologische ontwikkeling: het kunnen scannen van microscoopglaasjes. Preparaten zijn vaak minder dan een vierkante centimeter, maar recente scanners kunnen die vierkante centimeter scannen op een duizelingwekkende drieduizend megapixelformaat. Coupescanners leveren digitale beelden, die anders dan microscoopglaasjes niet kunnen breken, kwalitatief niet achteruit gaan en kopieerbaar zijn. Maar die beelden zijn niet alleen heel gedetailleerd, ze zijn ook enorm groot.

Medische gegevens

“Je kunt dat soort beelden normaliter niet met elkaar delen via het web”, stelt Stathonikos. “Hoe snel je verbinding ook is, ‘even door een preparaat scrollen’ is er niet bij.” De oplossing is een digitale techniek, waarbij alleen het deel wat je wilt bekijken via het web op jouw computer belandt. De scan blijft netjes op een server staan. De tEpis-software berekent welk deel van die scan, op welke vergroting, je computer moet tonen. Jan-Willem Boiten, projectcoördinator van het overkoepelende Trait-consortium: “Vergelijk het met Google Earth. Als je dat opstart, zie je afhankelijk van je locatie je eigen land in beeld. Ga je zoomen, dan stuurt Google je gedetailleerdere informatie. Wil je weer meer overzicht, dan krijg je weer een nieuwe uitsnede.”

Was het uitwisselen van grote bestanden vooral een technisch probleem, de beveiliging van gegevens is foutgevoelig op menselijke schaal. Daarom wordt de herkomst van de scans apart van de scans zelf opgeslagen. Op die manier wordt het risico dat een hacker uit de cloud medische gegevens van meneer Pietersen kan peuteren minimaal. Stathonikos: “Wat het web op gaat, is niet tot patiënten herleidbaar. Maar we hebben, onvermijdelijk, voor een breed scala van beveiligingsissues een oplossing moeten bedenken.”

Nieuw onderzoek

De digitale uitwisselingstechniek is niet alleen handig voor een second opinion bij een collega aan de andere kant van de oceaan. Je kunt er ook veel makkelijker onderzoek mee doen. In onderzoek naar bioimaging-technieken is digitalisering een uitkomst. Het idee is dat de computer op basis van het digitale bestand vast wat voorwerk doet om te bezien of het preparaat bijvoorbeeld kankercellen bevat. Dat gebeurt met algoritmes zodat de computer weet waar hij op moet letten. Lastig is alleen wel, dat verschillende algoritmes moeilijk te vergelijken zijn.

De problemen ontstaan doordat pathologen cellen of onderdelen daarvan in een weefselcoupe kleuren om ze zichtbaar te maken. Dat moet ook wel, anders zou je überhaupt te weinig zien op een preparaat. Maar de verschillen tussen laboratoria zijn groot, voor kleuringen en voor de kwaliteit van digitale scans. Voor diagnostiek is dat prima, want het geoefende menselijk oog is erg flexibel. Maar als je een computer wil leren om geautomatiseerd beelden te interpreteren is dit een probleem.

Grand Challenge

Desondanks buitelen in het biomedische beeldanalyseonderzoek de publicaties over elkaar heen waarin onderzoekers claimen dat ze een algoritme hebben ontwikkeld dat microscoopbeelden goed weet te duiden. “Maar wat is nou het beste algoritme”, vraagt Jeroen van der Laak van het Radboud Universitair Medisch Centrum zich retorisch af. “Veel van dat soort publicaties blijken, eenmaal geverifieerd door andere onderzoeksgroepen, sterk afhankelijk van de behandeling van het preparaat. Terwijl je juist een algemeen bruikbaar algoritme wil.”

In beeldanalyseonderzoek worden daarom voor klinisch relevante toepassingen soms zogenoemde Grand Challenges georganiseerd: een uitdaging aan deelnemers om voor een gegeven set beelden een algoritme te schrijven dat betrouwbaar en algemeen bruikbaar is. Die set aan beelden is daarbij liefst samengesteld uit verschillende bronnen. Het klinkt als een spelletje, maar het is uitermate nuttig: de beste algoritmes komen zo naar boven drijven, en dat brengt het vakgebied een stuk verder.

Software voor pathologen

Onder pathologen zijn er nog relatief weinig van dergelijke challenges georganiseerd. De groep van Van der Laak is november 2015 begonnen met een bijzondere challenge.Doel hiervan is om tot een algoritme te komen dat op basis van lymfeklierweefsels van borstkankerpatiënten aan pathologen kan aangeven waar zich kankercellen bevinden. Van der Laak: “Normaliter moeten pathologen daarvoor meerdere coupes geheel inspecteren, maar dat is tijdrovend en foutgevoelig. Je ziet snel iets over het hoofd. Hier is automatisering echt van nut.”

Het bijzondere aan de challenge is dat die als eerste volledig gescande microcopische preparaten aanbiedt, die via het tEPIS-systeem uitgewisseld worden. Van der Laak: “Het kan ook zonder, natuurlijk. Maar dat vraagt veel specifieke kennis van pathologiebeelden. Nu hebben we een goede interface. Dat maakt het schrijven van software veel eenvoudiger. Juist voor de informatici die je bij zo’n challenge nodig hebt, levert dat echt een grote meerwaarde.”

Dit bestandsdeling Tepis cover NL | pathologenverhaalLSHFES cover NL Diagnose, medicijnen, herstel | pathologen over pathologen verscheen in Diagnose, medicijnen,
herstel, een boek onder mijn hoofdredactie over de resultaten van de LSH-FES-onderzoeksconsortia. Het verhaal hoort bij het gedeelte over onderzoeksconsortium tEPIS.

Diagnose, medicijnen, herstel, werd uitgegeven door:

Nemo Kennislink | pathologen

Data in de schatkamer van de wetenschap

Wetenschappers hoeven niet altijd nieuwe data te zoeken. Met de juiste technieken halen ze verhelderende inzichten uit oude data. De schatkamers van de wetenschap herbergen onvermoede juwelen.

tekst René Rector, Sciencestories

Wetenschappelijk onderzoek levert nieuwe kennis op. En ook na de publicatie van de re- sultaten kan je er extra inzichten uit persen. Bijvoorbeeld over virussen. Die gebruiken een gastheer om zich te vermenigvuldigen. Eenmaal binnen zoeken ze de juiste cellen voor die klus. Wat de juiste cellen zijn, hangt af van het soort virus. Hepatitisvirussen vinden een geschikte plek in de lever, hiv gebruikt cellen van het afweersysteem om zich te vermenigvuldigen. Ze speuren gastheercellen op met behulp van eiwitten op hun oppervlak. Die passen als een sleutel precies op eiwitten aan de buitenkant van de juiste gastheercel. In de gastheercel kan de replicatie beginnen. De gastheercellen raken beschadigd of gaan dood, de mens die als gastheer optreedt, wordt ziek. Het afweersysteem heeft hier iets op gevonden. Het produceert eiwitten die zodanig aan een virus plakken, dat hun ‘sleutel’ nergens meer op past. Om dat te kunnen, moet een gastheer virussen herkennen als indringer. De herkenning daarvan is deels gebaseerd op eerdere ervaringen met binnendringers en deels aan- geboren. In onze genen hebben we codes opgeslagen waarmee je eiwitten kan maken die virussen signaleren en die andere delen van het immuunsysteem aanzetten tot actie.

Snappen hoe het immuunsysteem genetisch werkt, staat hoog op de bucketlist van virologen. Je zou me- dicijnen kunnen ontwikkelen die aansporen tot de ge- netische activiteit waarvan je hebt ontdekt dat die voor heel veel virusinfecties essentieel is.

Mensen en dieren

Om een idee te krijgen hoe dat in z’n werk gaat, ging ik naar het Center for Molecular en Biomolecular Informatics in Nijmegen. Aan het Radboud universitair medisch centrum werkt hoogleraar Martijn Huynen. ‘Je kunt bijvoorbeeld het mazelenvirus bestuderen, maar dan weet je vooral hoe het zit bij mazelen. Een deel van de genactiviteit in het immuunsysteem die je dan meet, is specifiek voor mazelen. We willen weten wat er generiek gebeurt. Daar heb je in de bestrijding van veel meer virussen iets aan.’

Het lastige bij generiek kijken, is dat je heel veel on- derzoek moet doen. Je moet kijken naar heel veel vi- russen en naar heel veel processen. Samen met onder- zoeker Robin van der Lee vergeleek Huynen bijvoor- beeld DNA van mensen, mensapen en andere apen die evolutionair verder van de mens vandaan staan. De genetische datasets van steeds meer dieren worden beschikbaar. De bio-informatici zochten daarin naar iets heel speciaals: DNA dat veel mutaties had onder- gaan en meer mutaties dan je zou verwachten.

Dat lijkt op het eerste gezicht wat merkwaardig, maar de gedachte erachter is dat virussen en het immuun- systeem al miljoenen jaren een soort kat-en-muisspel spelen. Een virus moet de eiwitten die zorgen dat hij vat heeft op een gastheer snel kunnen aanpassen, anders zijn er al heel snel geen gastheren meer die niet immuun zijn. Die sleuteleiwitten muteren heel snel en het immuunsysteem past zich daaraan snel aan. Kijk je in een vergelijking tussen mens, bonobo en makaak naar de eiwitten die het snelst zijn geëvo- lueerd, dan weet je dat die immuuneiwitten ertussen zitten.

Genoomregulatie-eiwitten

Een andere bron van data is die van genoomregulatie- eiwitten. Al onze cellen bevatten al ons erfelijk mate- riaal in de vorm van DNA, maar meestal gebeurt daar niets mee. Pas als de cel een bepaald stukje DNA no- dig heeft voor de synthese van een eiwit, leest de cel dat af. Dat een bepaald stukje nodig is, ‘weet’ ze door- dat er een stof aanwezig is die speurt naar het juiste stukje DNA. Zo’n stof heet een ‘transcriptiefactor’ en is zelf vaak … een eiwit.

‘Van een flink aantal van zulke transcriptiefactoren is bekend dat ze een rol spelen in het immuunsysteem. Kijk vervolgens op welk stuk DNA ze ‘passen’, en dan weet je ook welk gen ze aanzetten’, legt Van der Lee uit. In Nijmegen speurden de wetenschappers met tien- tallen bekende datasets naar nog onbekende geneti- sche onderdelen van het immuunsysteem. Sets met eiwitten waarvan bekend is dat ze reageren op eiwit- ten die virussen aanmaken, sets met menselijke ge- nen waarvan uit onderzoek bleek dat ze actief waren bij een virusinfectie, sets met genetisch menselijk materiaal van bevolkingsgroepen van over de hele we- reld. Al die sets waren er allang, maar hun combinatie leverde nieuwe kennis op.

Meten is weten?

Waar komen dat soort datasets vandaan? Van der Lee en Huynen zijn niet uitmuntend beter belezen dan hun vakgenoten. Ze worstelden zich echt niet door vele duizenden pagina’s wetenschappelijke literatuur heen. Om te snappen waardoor de wetenschappelijke schatkamers steeds toegankelijker zijn, zoek ik infor- matietechnoloog Wil van der Aalst op. Hij start aan de Technische Universiteit van Eindhoven in septem- ber met een nieuwe opleiding data science. ‘In de hele samenleving meten we steeds meer. We komen om in de data, niet alleen in de wetenschappen.’

“Data deluge”

De oorzaak van al dat meten is niet moeilijk te vinden. Computers kunnen steeds meer gegevens opslaan en verwerken. ‘De Wet van Moore is ondertussen 50 jaar. Hij voorspelde dat de processorcapaciteit elke twee jaar verdubbelt. Het einde daarvan is nog niet in zicht.’ Wie z’n Facebook-app opent op zijn smartphone, geeft daarmee toestemming aan Facebook om zijn activiteit op het platform op 700 parameters te registreren. Maar aan data an sich heb je niets. ‘Je moet op de een of andere manier zorgen dat je uit die data zinnige informatie haalt’, zegt Van der Aalst.

Wetenschapshistoricus Chunglin Kwa van de Universiteit van Amsterdam bestudeert de manier waarop wetenschapsbeoefening de afgelopen decennia ver- anderde. ‘In de jaren negentig zag ik voor het eerst artikels verschijnen met data deluge in de abstract. Data deluge wil zeggen dat er zoveel data beschikbaar komt, dat je er als wetenschapper niet meer uitkomt.’ Anders is volgens Kwa vooral de techniek die proeven ondersteunt. Vroeger stuitte je als wetenschap- per op een probleem, je dacht er een proefje voor uit, voerde dat proefje uit en aan de hand van de uitkom- sten sleutelde je verder aan het probleem. ‘Nu gaan heel veel meetprocessen geautomatiseerd. Je moet natuurlijk wel zelf bedenken wat je wilt meten, maar wat je terugkrijgt, is nu een enorme berg gegevens. Veel onderzoekers pikken daar dan alleen uit wat ze nodig hebben, en de rest van die gegevens blijft on- gebruikt.’

Meten gaat steeds sneller en goedkoper. Op de eerste paar genomen die wetenschappers compleet ontrafelden, promoveerden mensen. Het nam jaren in beslag en kostte tonnen. Nu kost het nog 500 euro om het genoom van een organisme te analyseren in een ellenlange reeks A’s, C’s, G’s en T’s.

Het hele verhaal verscheen in het juli/augustus-nummer 2016 van:

eos maandblad over wetenschap

 

Bianca Baak: ‘Ik train een heel jaar om één week in topvorm te zijn’

Voor de meeste studenten begint hun loopbaan pas echt nadat ze zijn afgezwaaid. Maar voor Bianca Baak (24) was haar studie Business Administration aan de VU eerder een noodzakelijke stoorzender voor een carrière die al veel eerder begon: als snelste over tien horden. Deze zomer bracht ze het met een persoonlijk record tot de kwartfinales op het Europees Kampioenschap.

tekst: René Rector, Sciencestories

Je blinkt uit in de 400 meter horden. Hoe is dat zo gekomen?

“Ik had in de eerste klas van de middelbare school een huiswerkopdracht van mijn gymnastiekdocent: ik moest een training volgen bij een atletiekvereniging. Mijn vriendinnetje deed toen aan hordelopen, dus dat leek me wel leuk. In eerste instantie deed ik van alles, van sprint tot verspringen tot horden. Maar ik werd er al snel uitgepikt. Voor hordelopen moet je snel zijn. In feite is hordelopen gewoon sprinten, maar dan met wat obstakels. Verder moet je niet bang zijn voor de horden, en voor de langere afstanden is tactisch inzicht belangrijk. Korte afstanden loop je een ‘driepas’ – dus drie passen, dan een horde, en dan weer drie passen. Je springt telkens met hetzelfde been. Maar op de drie- of vierhonderd meter kom je daar niet meer mee weg. Je moet dan goed en snel nadenken. Ik bleek dat allemaal te kunnen, dus dan loop je al snel bij een regionale trainer.”

Dat verklaart waarom je steeds beter geworden bent. Maar is hordelopen ook leuk?

“Ja. Ik vind het heel divers, omdat er zoveel bij komt kijken: techniek, de snelheid. Maar bottom line ben ik ook gemotiveerd omdat ik er goed in ben en ik winnen heel leuk vind. Je wilt gewoon de beste zijn. Je doet het voor het podium. Daardoor ben ik me ook steeds meer op die vierhonderd meter horden gaan focussen.”

Bianca Baak: ‘Ik train 18 uur per week naast een baan van 24 uur’

Kost dat veel tijd?

“Ik train 18 uur per week naast een baan van 24 uur als assistent-accountant. Mijn huidige werkgever geeft me alle ruimte om werk en sport met elkaar te combineren. In de zomer ben ik vrijwel ieder weekend in het buitenland en trainen doordeweeks maakt me minder inzetbaar. Zodra ik ging solliciteren, bleek dat veel bedrijven het heel interessant vinden om een topsporter aan boord te hebben, maar bleken ook veel van die bedrijven af te haken omdat het niet te realiseren is.”

Lees het hele interview met Bianca Baak op VU Magazine, het online alumnimagazine van:

Vrije Universiteit Amsterdam | Bianca Baak

Archeologen proeven wijn van ‘eigen bodem’

Archeologie-alumni kwamen 3 juni terug naar de VU voor een trip down memory lane en een blik op de toekomst: een groot project dat amateurverzamelingen veilig moet stellen voor de wetenschap. Bij de borrel proefden ze Amastuola, de wijn die tegenwoordig op hun vroegere veldwerkplek gemaakt wordt.

tekst René Rector, Sciencestories.nl

Het alumninetwerk voor archeologen is jong. Afgelopen najaar was er een kick-off, vrijdag 3 juni een follow up. De bescheiden, maar erg geïnteresseerde groep oud-studenten die er was, werd bijgepraat door hoogleraren Nico Roymans en Jan Paul Crielaard.

Jan Paul Crielaard verzorgde voor veel aanwezigen een trip down memory lane: een hele generatie studenten leerde veldwerk doen in l’Amastuola. De heuvel in de hak van de Italiaanse laars, op iets meer dan een steenworp afstand van de Apulische hoofdstad Tarente, werd in de jaren tachtig en negentig van de vorige eeuw onderzocht door een Italiaanse archeologe. Die concludeerde dat l’Amastuola het bewijs was voor een invasieve kolonisatie van dit deel van Italië in de vijfde eeuw.

De VU-archeologen legden vanaf 2002 in tien jaar een veel groter deel van de heuvel bloot, zoals te zien was op vrijwel iedere plaat van de PowerPoint. Menigeen herkende zichzelf op de foto’s, of anders wel medestudenten. “Ons onderzoek laat een heel ander beeld zien,” becommentarieerde Crielaard. “We legden bijvoorbeeld een dubbele fortificatiemuur bloot die dateert van rond 670 voor Christus. Maar die was in de oorspronkelijke bouwstijl.” Crielaard vond het veel aannemelijker dat toen de Grieken voet aan land zetten in Apulië, de twee bevolkingsgroepen decennialang naast elkaar leefden.

 

Hoe anders l’Amastuola was ten opzichte van toen de VU er veldwerk deed, was voor de meeste alumni moeilijk voor te stellen. De flanken van de heuvel, tijdens de opgravingen en de surveys nog bezaaid met oude olijfbomen, zijn nu bezaaid met wijnranken.

Amastuola: wijn in de avondzon

Voor de gelegenheid hadden de archeologen een aardige voorraad flessen laten overkomen. Vanwege het goede weer was de borrel, aanvankelijk op de zesde verdieping gepland, verplaatst naar het dakterras boven de bestuursvleugel. De alumni volgden in ganzenpas de wijn, via de begane grond en een grindtegeltrapje, tot de flessen Amastuola in de avondzon ontkurkt werd.

De hak van de laars bleek een friszoete, erg fruitige rode wijn voort te brengen. Die deed het uitstekend deed bij het ophalen van herinneringen, praten over metaaldetectors of de vraag waarom archeologen, bekwaam in het vinden van oude schatten, hun eigen alumni lange tijd uit het oog verloren waren. “We willen contact met onze alumni. Maar met een adressenbestand vol niet meer bestaande worldonline- en Wanadoo-e-mailadressen is dat best lastig. Vind die mensen maar eens terug. Het moet echt groeien”, aldus universitair docent Sjoerd Kluiving en onderzoeker Maurice de Kleijn, organisatoren van deze alumni-bijeenkomst.

Lees het hele verhaal in VU Magazine van:

Vrije Universiteit Amsterdam | wijn

Kijken naar rimpelingen in de ruimte (zwaartekrachtgolven)

Speciaal omdat in maart dit jaar de zwaartekrachtgolven voor het eerst met dit instrument zijn waargenomen, een ‘verhaal uit de oude doos’, waarin onderzoeker Jo van den Brand in 2006 (!) uitlegt hoe mooi Virgo in de Toscane moet gaan worden.

Wie naar de hemel kijkt, ziet het verleden: het licht van veel sterren bereikt ons pas na miljarden jaren. Terugkijken tot de oerknal moet dan ook kunnen, zou je denken. De praktijk blijkt weerbarstig, maar met een nieuw soort telescoop gaat het wellicht lukken.

tekst René Rector, Sciencestories.nl

Het onderzoeksinstituut Virgo, even onder Pisa, heeft wel iets weg van de Chinese muur. Stukken kleiner, maar toch indrukwekkend. Twee haaks op elkaar staande armen, drie kilometer per stuk, moeten vanaf volgend jaar de kennis over het heelal spectaculair gaan vergroten. Virgo is een telescoop, maar niet zomaar een. Hij is speciaal ontworpen om een soort golven te meten dat tot nu toe alleen maar indirect werd waargenomen: zwaartekrachtgolven. “Het opent een compleet nieuw terrein in de astronomie”, stelt prof. dr. Jo van den Brand, die namens de VU bij Virgo betrokken is. “Je moet je voorstellen dat we van het meeste dat zich in de ruimte bevindt, nog niets weten. We weten alleen iets van hemellichamen die elektromagnetische straling, zoals licht of radiogolven, uitzenden. Dat is naar schatting in maar één procent van de materie het geval. Van de rest weten we alleen indirect dat het er moet zijn.”

Voor Van den Brand is de speurtocht naar die onzichtbare donkere materie interessant. Wie een telescoop richt op het zwerk, kijkt in het verleden. Hoe verder weg je kijkt, hoe langer het licht dat je ziet erover heeft gedaan om de aarde te bereiken. Zo zien we de zon zoals hij acht minuten geleden was, de eerstvolgende ster zoals hij er in 2002 bij stond enzovoort. “In theorie moet je zo ver kunnen kijken als het heelal oud is: 13,7 miljard jaar. Alleen zijn licht en radiogolven van zo oud compleet verstoord.” Met glimoogjes voegt Van den Brand toe: “Met Virgo kun je nog verder in het verleden kijken. We kunnen zo misschien eindelijk zien wat er kort na de oerknal is gebeurd met het heelal.”

Zwaartekrachtgolven

Voor een telescoop is Virgo een raar ding. Niets richt een schotel naar omhoog. Niets wijst op een astronomische functie. Het doel van Virgo is om heel nauwkeurig de afstand tussen twee punten te meten. Zwaartekrachtgolven doen die afstand namelijk variëren (zie “Alles trilt, alles wankelt”). Je hoeft daarvoor niet omhoog te turen: de afstand op aarde zelf vibreert. “Nu is het nogal lastig om afstand zo nauwkeurig te meten”, stelt Van den Brand. “Daarom meten we twee afstanden die we met elkaar vergelijken. Verandert de ruimte in de ene richting wel, en in de andere niet, dan kun je het afstandsverschíl meten.”

Voor het meten gebruiken Virgo-technici lasers en kwalitatief hoogwaardige spiegels. Het principe daarvan is eenvoudig, maar de uitvoering is een hachelijke zaak, omdat de metingen onwaarschijnlijk nauwkeurig moeten zijn. “Als er een vliegtuig overvliegt, dan zien we dat terug in onze resultaten. De verschillen in afstand zijn zo klein, dat de apparatuur tot op de nanometer nauwkeurig moet zijn. Daarom is de VU ook betrokken geraakt, als enige Nederlandse universiteit”, vertelt Van den Brand trots. “Wij hebben veel ervaring met zulke gevoelige apparatuur. Van oorsprong was Virgo een Frans-Italiaans samenwerkingsproject.” De eerste daadwerkelijke, maar nog grove metingen vinden deze winter plaats. Pas in 2008 is het instrument zover af, dat het de gewenste nauwkeurigheid heeft.

Alles trilt, alles wankelt

Een meter is een meter. Dat weet het kleinste kind. Zou je kunnen terugstappen in de negen- tiende eeuw, dan zou natuurkunde inderdaad zo eenvoudig zijn. Maar het bleek te kort door de bocht. Afmetingen in de ruimte worden namelijk verstoord door hemellichamen: sterren, zwarte gaten, melkwegstelsels, enzovoort. Door die hemellichamen trekt de ruimte krom, en u kunt daardoor met recht uw ogen niet ge- loven als u wilt vaststellen waar aan de hemel- bol sterren exact staan.

Einstein berekende begin twintigste eeuw dat de ruimte namelijk helemaal niet zo vormvast was als iedereen dacht. Recht is niet altijd recht; volgens Einstein is het krom. Dat moet u zich als volgt voorstellen: u neemt een laken, en u legt dat in het gras. Dat laken is dan een volledig plat vlak – voor het gemak letten we niet al te goed op kleine oneffenheden. Vervolgens legt u in het midden van het laken een sinaasappel. Er ontstaat dan een kuil in het laken. Het platte vlak is daar door de massa van de sinaasappel automatisch gekromd.

Dit verhaal verscheen in 2006 in Gewoon bijzonder, corporate magazine van:

Vrije Universiteit Amsterdam | zwaartekrachtgolven

Alumnidag Rechtsgeleerdheid in teken van verandering

Het VU-Hoofdgebouw is bijna onherkenbaar als je er na jaren weer terugkomt. En de workshops van de alumnidag van de faculteit Rechtsgeleerdheid gaan over thema’s waarbinnen de samenleving of de regelgeving flink verandert. Piet Hein Donner gooit olie op het vuur: ‘De universiteit waar ik gestudeerd heb… is die er nog wel?’

tekst René Rector, Sciencestories.nl

Onwillekeurig keert het gedurende de hele alumnidag terug: de lift die niet meer op alle verdiepingen stopt zoals vroeger, het zo vertrouwde VU-grijs van het hoofdgebouw, dat net als de bruine vloertegels inmiddels zoveel mogelijk weggestopt is, zalen met raadselachtige namen als ‘Agora 4’ (op de derde verdieping).

Donner op dreef

“De grote 00-collegezaal is nog hetzelfde hoor,” stelt alumnidecaan Sjoerd Zijlstra de 135 aanwezige oud-studenten gerust. Maar Piet Hein Donner, die de dag van een inleidende lezing voorziet, gooit juist wat olie op het vuur. Donner, het bekendst als oud-minister, maar ook VU-alumnus bij Rechtsgeleerdheid en momenteel vice-president van de Raad van State: “We gaan ervan uit dat het altijd maar dezelfde universiteit is. Maar de universiteit waar ik gestudeerd heb… is die er nog wel? Zeno zei al: ‘Je kunt niet twee keer in dezelfde rivier stappen.’”

‘De basis onder het wetboek vertoont scheuren’

Donner doelt aan het begin van zijn lezing Waar is de universiteit gebleven? nog op de al maar veranderende universiteit als instituut, en pareert Zeno daarbij door fijntjes op te merken dat de Griekse wijsgeer alleen gelijk heeft als je een rivier beschouwt als het water dat erdoorheen stroomde. “Maar een rivier wordt juist gekarakteriseerd door zijn oevers, bij de universiteit bestaande uit gemeenschappelijke waarden.” Hij ontspint in de voor hem zo kenmerkende afgepaste en precieze vocabulaire een betoog waarin hij de gemeenschappelijke waarden binnen de Nederlandse rechtsstaat compleet problematiseert.

Verder lezen? De gehele tekst van het verslag is te lezen in VU Magazine, het alumnimagazine van de:

Vrije Universiteit Amsterdam