Niet-alcoholische leververvetting is een wijdvertakt probleem: maar liefst 25 procent van de wereldbevolking lijdt hieraan. Avans-lector Jos Brouwers deed baanbrekend praktijkgericht onderzoek naar deze aandoening. En dat onderzoek biedt zelfs een eerste aanzet tot een therapie. Het leverde een publicatie op in het toonaangevende wetenschappelijke tijdschrift Nature Biotechnology.
Het gaat om een meerjarig onderzoek, waarbij het lectoraat Analysetechnieken in de Life Sciences van Centre of Expertise Perspectief in Gezondheid samenwerkt met het Prinses Máxima Centrum, het UMCU en het Hubrecht Instituut. De bijdrage die het lectoraat levert binnen dit onderzoek bestaat uit het verzamelen en interpreteren van grote hoeveelheden data over vele honderden verschillende vetstoffen. Belangrijk meetinstrument is de state-of-the-art hoge-resolutie Massa-Spectrometer (MS), die speciaal met het oog op dit type onderzoek is aangeschaft. Deze MS kan uiterst nauwkeurig en met een enorme snelheid een grote hoeveelheid data leveren.
Lector Jos Brouwers vertelt: “Bij praktijkgericht onderzoek komt men vanuit het werkveld niet met een techniek-gedreven vraag, maar met een probleem waarbij je vaak meerdere technische oplossingsstrategieën kunt bedenken en daaruit de beste kiest. De gemene deler is dat dit altijd veel data oplevert. Het was onze taak om uit de gekozen strategie de meest relevante data te destilleren.”
Mini-organen
Niet-alcoholische leververvetting of leverfalen is een groot medisch probleem waaraan een kwart van de wereldbevolking lijdt. Er zijn 3 oorzaken: verkeerde voeding en onvoldoende lichaamsbeweging, genetische aanleg waardoor je gevoeliger bent voor deze ziekte of een mutatie op een specifiek eiwit.
Het grootste probleem bij het onderzoek was dat er geen geschikte modellen beschikbaar waren, zoals muizen. Zij verschillen te veel van de mens in voeding en beweging. Experimenten op mensen is uiteraard geen optie. Jos vertelt: ”Toen ik instroomde in het onderzoek had het Hubrecht Instituut een aantal jaar geleden ontdekt hoe je organoïden, oftewel mini-orgaantjes, kunt maken. Deze gebruikten we vervolgens samen om het gehele ziekteproces te onderzoeken, waarbij we alle 3 de oorzaken van het ziektebeeld konden nabootsen.”
Data-driven
Uit het onderzoek kwam naar voren dat het voornamelijk draaide om een stapeling van verschillende vetten in de mini-orgaantjes. Dit waren er ongeveer duizend. Een overvloed aan data dus. “Als je die enorme brij op een goede manier filtert, blijven de goudklompjes over waarvan je kunt zeggen dat ze een rol spelen bij dit medische probleem. Maar dit vereist een omslag in denkwijze van hypothese-gedreven onderzoek naar data-driven werken. Dus van een aanname die je gaat bewijzen of ontkrachten, naar eerst heel veel data verzamelen en daar de interessante dingen uithalen. Het leuke daarvan is dat je zonder verwachtingen naar data gaat kijken en onverwachte ontdekkingen kunt doen.”
De nieuwe MS was van grote waarde binnen het onderzoek. Jos: “Ik vond het heel bijzonder dat ik in het eerste jaar van mijn lectorschap al vertrouwen kreeg om zo’n grote investering te doen. Ik ben blij dat we een deel van dat vertrouwen nu terug kunnen betalen.”
Hele pakket
Naast de onverwachte ontdekkingen die gedaan worden bij dit type datagedreven onderzoek, is er het voordeel van een enorme bijvangst. Je onderzoekt niet alleen de vraag zelf, maar je interpreteert data waardoor je een uitgebreider antwoord kunt geven. Jos: ”We hebben niet alleen de oorzaken afzonderlijk nagemaakt en onderzocht, maar ook een oplossing gezocht en gevonden. Je maakt daarmee ook al een halve stap richting therapie. Dat heb ik niet eerder meegemaakt. Ik was vooral gewend aan onderzoeken, je bevindingen beschrijven en dan direct publiceren. Maar je haalt wetenschappelijke journals als Nature Biotechnology alleen als je het hele pakket van onderzoek en oplossing in 1 keer op tafel kunt leggen. Dit maakt het samenwerken met een wereldwijd hoog aangeschreven en gerenommeerd onderzoeksinstituut als het Hubrecht Instituut zo ontzettend bijzonder. Daarbij komt dat de 2 zogeheten lead-scientists Delilah Hendriks en Benedetta Artegiani behalve uitstekende wetenschappers ook prettige samenwerkingspartners zijn.”
Bijzondere rol
Het gebeurt vaker dat onderzoeksinstituten dit soort problemen integraal aanpakken. Maar de rol van een hogeschool hierin is nieuw. “Dit soort onderzoek past perfect bij de ambitie van hogescholen. Onze rol komt terug in 3 dingen die nodig zijn voor onderzoek. De infrastructuur, dus de apparatuur. Hierin loopt Avans voorop met de aanschaf van de MS. We zijn de eerste hogeschool die dit soort apparatuur beschikbaar heeft. Je moet daarnaast de kennis hebben; het instrument is namelijk zo goed als degene die erachter zit. En je moet de ambitie hebben om mee te spelen met dit soort onderzoeksinstituten en laten zien dat je als hogeschool qua kennis en kunde niet onderdoet voor een universiteit.”
Het lectoraat leverde naast data ook de interpretatie van de verzamelde gegevens, vertelt Jos. “We hebben dus uitgelegd wat de data betekenen. Dat heeft geleid tot discussies en vervolgexperimenten. Je bent als Avans dan niet alleen leverancier, maar vooral inhoudelijk discussiepartner. Dat zie ik als onze rol: als je met ons samenwerkt, krijg je maximale waarde en bovendien transparantie. En als er in deze waarde toekomst zit voor vervolgonderzoek, dan doen we hier graag aan mee.”
Onderzoeksanalisten opleiden
Aan dit onderzoek hebben geen studenten deelgenomen. Dat heeft vooral te maken met de kwetsbaarheid van de mini-orgaantjes en het ad hoc nemen van beslissingen tijdens analyses. Wat lastig is als je nog weinig ervaring hebt in onderzoek. Maar de studenten leren wel over deze manier van onderzoek doen. De MS wordt nu namelijk ook gebruikt binnen het onderzoek Rhinoceromics, over zwarte neushoorns in gevangenschap en in onderzoek naar gezondheidsbevorderende stoffen in groente en fruit. Zo krijgen neushoorns door verkeerde voeding en te weinig beweging precies de ziekte die onderzocht is in het Hubrecht-project. Hierbij wordt niet gewerkt met mini-organen, maar met bloedmonsters die op identieke wijze worden geanalyseerd. In het groente- en fruitonderzoek wordt onderzocht welke inhoudsstoffen tegen deze ziekte zouden kunnen beschermen.
Jos: “Deze manier van onderzoek doen is wat we de studenten nu leren. Ik ben er voorstander van om dit ook in het curriculum op te nemen. De apparatuur wordt beter en er is straks alleen nog interesse in studenten die het hele alfabet aan data meten. Belangrijkst is: wat je hebt gemeten, moet echt goede data zijn. Anders hoef je niet aan analyse te beginnen. Je moet bovendien een vertaalslag kunnen maken. Dan ben je een betere gesprekspartner en dat moeten we van een hbo-analist kunnen verwachten.”
Meer weten over het onderzoek? Lees het artikel in Nature Biotechnology.