iGEM 2017 - Een testkit voor het detecteren van tropische ziektes

Beste lezer,

op dit moment weet u van alles over ons project. Maar U weet nog steeds niet wie die mysterieuze mensen op de groepsfoto zijn! Hierbij introduceren we: het Wageningen University & Research iGEM Team van 2017!

Dit jaar bestaat het team uit zeven mannen en drie vrouwen. Acht van ons zullen voornamelijk te vinden zijn in het lab, terwijl Sabine en Mark op hun computers werken aan het modelleren van ons project. Ons team bestaat voornamelijk uit Nederlanders, maar met José en Natalia hebben we een beetje Spaans temperament toegevoegd. We zijn allemaal masterstudenten, en doen de programma’s Biotechnology of Molecular Life Sciences.

Vorig jaar, in oktober, hadden we voor het eerst een meeting waarin we bespraken wat iGEM is en waar we aan zouden beginnen. Na een aantal maanden waarin we aan verschillende projecten hebben gewerkt, besloten we om te werken aan het maken van een testkit voor de diagnose van tropische ziekten, om de mensen te helpen die dit het hardst nodig hebben.

Gedurende de laatste maanden hebben we hard gewerkt om ons doel te behalen: het creëren van een modulaire diagnosekit voor tropische ziekten. Vele pagina’s aan literatuur zijn gelezen, genetische constructen zijn ontworpen en gemaakt, we zijn bij vele stakeholders en andere experts op bezoek geweest en ze overladen met vragen, enzovoort. We hebben onze voortgang al gepresenteerd op vele congressen en de eerste 3D-geprinte prototypes van onze diagnosekit zijn al gemaakt!

In november vindt de Giant Jamboree in Boston plaats, waar alle teams samenkomen om hun projecten te presenteren. Dit betekent dat er ruim 300 teams aanwezig zijn die we allemaal proberen te verslaan. Het team van vorig jaar heeft het erg goed gedaan en heeft de tweede plaats gewonnen, wij gaan er natuurlijk voor om dit te evenaren of zelfs te verbeteren!

Bedankt voor uw interesse!

Met vriendelijke groet,

Tom, Natalia, Mark, Sabine, Linda, Stijn, José, Niek, Bart & Jurre

Vandaag de dag zijn infectieziekten nog steeds een dreiging voor mensen over de gehele wereld, met meer en meer epidemieën in de laatste decennia. Een subgroep van deze ziekten zijn de Verwaarloosde Tropische Ziekten (Neglected tropical diseases, NTDs), waaronder dertien lichamelijke aandoeningen vallen. Door deze ziekten sterven jaarlijks meer dan een half miljoen mensen, en ze vormen een risico voor miljarden. Voor ziekten als AIDS en Malaria zijn er veel wereldwijde initiatieven opgezet om ze te verslaan, dit geldt helaas niet voor de NTDs. De arme mensen in derdewereldlanden met deze ziekten zijn helaas geen prioriteit voor de Europese en Amerikaanse farmaceutische industrie, waardoor innovaties in diagnostische tests achter loopt. Alhoewel deze tropische ziekten weinig bedreiging vormen voor ontwikkelde landen zoals Nederland, veroorzaken ze veel ziekte, leed en dood in onontwikkelde landen.

Afrikaanse Slaapziekte

Een voorbeeld van een Verwaarloosde tropische ziekte genoemd door de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) is Trypanosomiasis, oftewel de Afrikaanse Slaapziekte. Deze ziekte wordt veroorzaakt door twee parasieten; Trypanosoma brucei gambiense, en Trypanosoma brucei rhodesiense en wordt verspreid door de Tsetse vlieg. Er waren in de 20e eeuw al meerdere grote uitbraken van deze dodelijke ziekte, en het is nog steeds endemisch in 36 Afrikaanse landen. Er zijn op dit moment ten minste 100.000 mensen geïnfecteerd en er wordt ingeschat dat 60 miljoen mensen het risico lopen deze ziekte te krijgen. Waarschijnlijk zijn er nog vele meerdere patiënten dan momenteel gediagnostiseerd zijn, wat laat zien dat er meer inspanningen nodig zijn voordat deze ziekte uitgeroeid kan worden.

Afrikaanse Slaapziekte bestaat uit twee stadia. De ziekte begint met de eerste haemolymphatische fase waar de patiënten aspecifieke symptomen krijgen zoals koorts, jeuk en hoofdpijn. Zodra de parasiet het centrale zenuwstelsel binnendringt begint de tweede neurologische fase. Dit zorgt voor hevige symptomen zoals een verstoorde slaapcyclus, trillingen, en spierslapte. Uiteindelijk treedt er hersenschade op en eindigt dit fataal als het niet behandeld wordt. Voor goede behandeling is vroege diagnose essentieel. Welke behandeling nodig is, en hoe succesvol deze behandeling is, verschilt per fase van de ziekte, waarbij de behandeling voor de neurologische fase lichamelijk het zwaarste is. Vroege diagnose is dus belangrijk, maar erg moeilijk aangezien de eerste symptomen erg algemeen zijn.

Zoals bij de meeste infectieziekten zijn er laboratoriumtesten beschikbaar voor Slaapziekte. Deze zijn echter niet geschikt om gebruikt te worden in afgelegen gebieden en door de mobiele teams. Microscopie is een van de manieren om een parasitaire infectie aan te tonen, maar vergt dure microscopen en getrainde werknemers, die vaak niet beschikbaar zijn. Er is een snelle bloedtest beschikbaar dat in het veld gebruikt wordt, maar deze komt tekort in specificiteit en kan niet beide Trypanosoma soorten detecteren. Omdat de bijwerkingen van de medicatie groot is, alsmede de beschikbaarheid laag, is het ontwikkelen van goede en snelle diagnostische tests die door mobiele teams gebruikt kunnen worden essentieel.

Zika virus

Naast de hiervoor genoemde NTDs zijn er recentelijk onverwachte uitbraken van infectieziekten opgedoken. Een van de meest bekende uitbraken betreft het Zika Virus, wat Zikakoorts veroorzaakt. Dit virus heeft de afgelopen tijd veel internationale media-aandacht gekregen door zijn snelle verspreiding en het veroorzaken van microcefalie bij pasgeboren baby’s wanneer zwangere vrouwen geïnfecteerd zijn. Er wordt geschat dat in 2015 in Brazilië alleen, tussen de 500.000-1.500.000 Zika patiënten gevonden zijn.

Op dit moment kan Zika gediagnostiseerd worden op twee manieren; serologisch of via PCR. De serologische test berust op het detecteren van antilichamen, wat tekort komt in specificiteit. Dit betekent dat een eerdere infectie met een ander virus ook een positief resultaat kan geven. De PCR-test heeft dure apparaten nodig, wat vaak niet tot de beschikking is. Hierdoor is er op dit moment geen goedkope en betrouwbare test voor Zika beschikbaar.

Omdat diagnostische tests schaars zijn en niet de afgelegen plekken kunnen bereiken waar ze nodig zijn, ontwikkelt het iGEM team een diagnostische test om dit probleem aan te kaarten. Onze diagnostische test zal niet alleen apparaat-vrij zijn, maar is ook te gebruiken zonder uitgebreide trainingen. Een groot probleem met de huidige testen is de noodzaak aan een laboratorium, wat het onmogelijk maakt om patiënten in afgelegen gebieden te helpen. Dit hebben we geleerd dankzij de ervaring van prof. Joseph Ndungu (FIND Instituut, Zwitserland), wie gespecialiseerd is in het ontwikkelen van diagnostische testen voor infectieziektes, via een Skype-gesprek. Onze test zal de huidige problemen proberen op te lossen door een snel en betrouwbaar resultaat te leveren, zodat onmiddellijke maatregelen kunnen worden genomen.

De ‘’International Genetically Engineered Machine’’ (iGEM) stichting is een onafhankelijke non-profit organisatie geweid aan onderwijs, competitie, de vordering van synthetische biologie en de ontwikkeling van een open gemeenschap en samenwerking.

iGEM begon in januari 2003 als een onafhankelijk vak aan de Massachusetts Institute of Technology (MIT) waarin studenten biologische systemen maakte om cellen te laten flikkeren. Dit vak werd uiteindelijk een zomer competitie met 5 team in 2004 en groeide daaruit tot 13 teams in 2015. In het jaar daarop was de wedstrijd gegroeid tot 300 teams uit 42 landen en bestond uit 5000 deelnemers.

The iGEM competitie is een jaarlijks, wereldwijd synthetische biologie evenement gericht op studenten aan universiteiten en de hoge scholen. Multidisciplinaire teams werken heel de zomer aan een genetisch gebouwd systeem bestaande uit gestandaardiseerde biologische bouwstenen genaamd BioBricks. iGEM teams werken zowel binnen als buiten het lab en creeeren ingewikelde projecten die trachten iets positiefs in te brengen in gemeenschappen over heel de wereld.

De competitie bouwt op naar de ‘Giant Jamboree’ bij MIT in Boston, waar alle teams zullen samenkomen en hun projecten kunnen presenteren. Hierbij hoort het leggen van internationale contacten en het hebben van plezier uiteraard bij!