Diervriendelijk én effectief: Leidse studenten ontwikkelen nanobodies met gist
Gist, alpaca’s en antilichamen. Ze lijken misschien niets met elkaar te maken te hebben, maar binnen het project van de Leidse iGEM-studenten komen ze perfect samen. Voor de internationale synthetische biologiewedstrijd iGEM werkt het team aan een innovatieve methode om nanobodies, een speciale vorm van antilichamen, te produceren met behulp van biergist. Ze willen hiermee een diervriendelijke en effectievere aanpak ontwikkelen voor medische toepassingen.
Aan het woord zijn teamleider Nienke Ijspeert en Manager Outreach & Communications Floortje van Ankeren.
Jullie willen diervriendelijke nanobodies produceren. Wat zijn nanobodies precies?
Nienke: ‘Als je ziek wordt, produceert je lichaam antilichamen om de ziekteverwekkers te bestrijden. Je kunt deze antilichamen ook actief toedienen als medicijn, wanneer de natuurlijke afweer niet voldoende is.’
Floortje: ‘Artsen zouden hiervoor ook nanobodies kunnen gebruiken: het kleinste en meest effectieve deel van een antilichaam. Je isoleert hierbij het gedeelte van een antilichaam dat zich aan de ziekteverwekker bindt. Nanobodies zijn compacter en flexibeler en dat heeft verschillende voordelen. Zo kunnen ze bijvoorbeeld plekken in het lichaam bereiken waar grote antilichamen niet kunnen komen.’
Nienke: ‘Ook filtert je lichaam ze sneller uit het bloed. Ze blijven daardoor minder lang in het lichaam aanwezig, wat de kans op bijwerkingen verkleint.’
‘En wat hebben lama’s en alpaca’s daar dan mee te maken?
Nienke: ‘Normaal gesproken worden deze nanobodies geproduceerd door dieren te injecteren met ziekteverwekkers. Dat kan enkel met behulp van alpaca’s of lama’s, omdat zij een unieke vorm van antilichamen hebben. Je gebruikt dan het immuunsysteem van het dier om nanobodies te maken, die je vervolgens in het lab test voor een speficieke ziekteverwekker. Met ons project willen we een manier bieden om nanobodies te maken zónder dat daar dieren voor nodig zijn.’
En hoe willen jullie dat dan gaan doen?
Floortje: ‘Dat doen we met behulp van gist. Hiermee kunnen we verschillende antibodies produceren én testen op effectiviteit tegen verschillende ziekteverwekkers.’
Nienke: ‘Het DNA van gistcellen kun je aanpassen: je kunt kleine stukjes DNA-code toevoegen waardoor de cellen bepaalde eiwitten kunnen produceren, zoals nanobodies. Door een grote variatie aan recepten voor nanobodies toe te voegen aan het DNA van gistcellen, creëren we een levende bibliotheek met verschillende gistcellen die allerlei verschillende nanobodies kunnen maken.’
Floortje: ‘Ook voegen we nog een code aan het DNA toe die ervoor zorgt dat geproduceerde antibodies op een soort antennetje aan de oppervlakte van de gistcel blijven zitten. Dat is belangrijk, omdat we uiteindelijk willen achterhalen welke nanobodies van welke cel afkomstig zijn.
Vervolgens voegen we een ziekteverwekker toe waarvoor we een nanobody willen vinden. Gistcellen die de juiste nanobodies produceren, zullen aan de ziekteverwekker binden.’
Nienke: ‘Je wilt natuurlijk precies weten welke nanobodies dat zijn. Daar hebben we een handig trucje voor bedacht: we voegen fluorescente eiwitten toe die goed binden aan nanobodies. Deze kunnen alleen binden aan de nanobodies die niet al geboden zijn aan de ziekteverwekkers. Oftewel: Alle niet-effectieve nanobodies zullen oplichten.’
Floortje: ‘Daarna selecteren we de effectieve nanobodies. Daar zou je dan vervolgens verder mee kunnen experimenteren om te onderzoeken hoe goed ze werken, en welke nanobodies dan het beste resultaat opleveren. Die zou je bijvoorbeeld kunnen produceren als medicijn.’
In plaats van vakantie vieren, stonden jullie deze zomer fulltime in het lab. Wat maakt iGEM zo leuk?
Floortje: ‘Wat zo uniek is aan iGEM, is dat we vanaf het begin alles zelf hebben ontwikkeld. Van het bedenken van het idee en het uitvoeren van het labwerk, tot het organiseren van de outreach en het schrijven van een website. Maar ook het aanvragen van materialen, en het opstellen van protocollen of het regelen van funding. Je krijgt eigenlijk nergens anders in je studie de kans om een project helemaal vanaf nul op te zetten.’
Nienke: ‘We zijn allemaal heel erg geïnteresseerd in dit soort onderzoek, en willen graag meer ervaring opdoen. Eén teamlid wil meer leren over ondernemen, de ander doet het om nieuwe mensen te leren kennen. Voor bachelorstudenten is het een mooie kans om kennis te maken met labwerk. En natuurlijk kijken we allemaal heel erg uit naar de grote finale in Parijs.’
Draag bij aan de crowdfunding
Help onze studenten dit project tot een succesvol einde te brengen
Naar de crowdfundingDie ‘Grand Jamboree’ in Parijs is nogal een happening ?
Floortje: ‘Zeker, honderden teams van over de hele wereld presenteren hier hun project aan een internationale jury. Er zijn verschillen de categorieën, het Leidse team doet mee in de categorie foundational advance. De jury nomineert uiteindelijk tien teams per niveau (highschool, undergraduate en overgraduate), waarvan de twee beste hun project op het grote podium moeten presenteren aan alle teams.’
Nienke: De druk is hoog, want Leiden eindigde vorig jaar nog op de tweede plaats en heeft in 2020 zelfs gewonnen. We hopen het in ieder geval tot die tien genomineerden te schoppen. En dat we een paar speciale prijzen binnenslepen, zoals die voor beste website of beste ondernemers. Maar los daarvan, is het nu al een fantastische en waardevolle ervaring.’
Team iGEM Leiden
Het Leidse iGEM-team bestaat uit tien bachelor- en masterstudenten, voornamelijk met een biologie- of biomedische achtergrond. Elk teamlid heeft een eigen taak, die de teamleden onderling hebben verdeeld. De officiële titel van het project is A.L.P.A.C.A., wat staat voor ‘Affordable Library-based Pipeline for Accelerated Creation of Antibodies’.
De teamleden op een rijtje:
• Nienke Ijspeert – Teamleider – Masterstudent Molecular, Cellular and Organismal Biology
• Alexander Nowak – Wetenschappelijk Manager – Bachelorstudent Biomedische Wetenschappen
• Stijn Tieleman – Dry Lab Specialist – Masterstudent Molecular, Cellular and Organismal Biology
• Angelita Feresia Baba – Wet Lab Specialist – Masterstudent Biomedische Wetenschappen
• Anusha Ganeshan – Human Practices Manager – Masterstudent Molecular Genetics and Biotechnology
• Sofia Eremchuk – Funding & Ondernemerschap Specialist – Masterstudent Life Science and Technology
• Floortje van Ankeren – Outreach & Communicatie Manager – Bachelorstudent Biomedische Wetenschappen
• James Driessen – Wiki Manager – Bachelorstudent Biologie
• Enrico Picotti – Design Specialist – Masterstudent Molecular Science and Technology
• Simon Verdel – Programmeer- & Codering Specialist – Masterstudent Biologie