Technische Universiteit Delft

Alle promoties, intree- en afscheidsredes worden gehouden in de Aula van de TU Delft, Mekelweg 5, Delft

Promotie

Antilichamen
30 januari 2001 | 16.00 uur
Hr. B. Romein | scheikundig ingenieur
Promotoren | Prof.ir. K.Ch.A.M. Luyben en Prof.dr.ir. J.J. Heijnen (beiden fac TNW)

Modelling of mammalian cells

Het is al lang bekend dat complexe stoffen als antilichamen een belangrijke rol spelen in de verdediging van het menselijk lichaam tegen tal van potentiële ziektekiemen. Gewoonlijk maakt het lichaam deze verbindingen zelf in voldoende mate aan wanneer dat nodig is, maar de voordelen van een kunstmatige synthese vóórdat dat nodig is zijn duidelijk. De complexiteit van de antilichaammoleculen is echter zo groot, dat een chemische synthese voor onmogelijk gehouden moet worden. Productie in dieren, gevolgd door afnemen van het bloed en opzuiveren van de stoffen, stuit op morele en praktische bezwaren. Daarom is in de laatste decennia gezocht naar methoden om specifiek díe zoogdiercellen, die in het lichaam verantwoordelijk zijn voor de antilichaamproductie, in een bioreactor te kunnen kweken. De bedoeling is dat een productieproces gestart wordt met enkele cellen, die zich vermenigvuldigen en vervolgens over gaan tot de productie van de gewenste component(en). Tenslotte moeten deze worden gezuiverd. De onbekendheid van het precieze functioneren van deze cellen maakt het opzetten van een dergelijk proces moeilijk. Aangezien ze in een omgeving worden geplaatst die radicaal verschilt van hun natuurlijke omgeving, nl. een stalen of glazen vat (bioreactor) in plaats van een zoogdierlichaam, moet van veel omgevingsfactoren experimenteel worden uitgezocht hoe ze groei en productie van de cellen beïnvloeden. In het onderzoek van Romein spelen wiskundige modellen een belangrijke rol. Ze vormen niet alleen een raamwerk waarin allerlei experimentele kennis wordt geordend, maar ze kunnen ook worden gebruikt om toetsbare hypotheses omtrent het functioneren van de cellen te formuleren. Daarmee krijgt het onderzoek richting en wordt uiteindelijk de hoeveelheid benodigde experimenten verkleind. In het onderzoek dat wordt beschreven in het proefschrift van de Delftse promovendus, heeft de nadruk gelegen op het opstellen van modellen voor de groei van enkele typen zoogdiercellen in een bioreactor. Hierbij is op twee niveaus gekeken: naar het totale proces in de reactor, waarbij de cellen slechts één ingrediënt vormen, en naar het interne functioneren van de cellen. Dat laatste heeft de meeste aandacht gekregen. Aan de hand van kennis omtrent de biochemie van de cellen is een wiskundig model opgesteld waarin alle bekende reacties zijn opgenomen. Met dit netwerkmodel en series experimentele gegevens kon een aantal onzekerheden rond de celbiochemie worden opgelost. Dit betrof voornamelijk het stikstofmetabolisme van de cellen: dat wil zeggen de wijze waarop aminozuren door de cellen worden gevormd en afgebroken. Daarnaast werden enkele parameterwaarden geschat die te maken hebben met de energiehuishouding van de cellen. Verder is in het onderzoek een bijdrage geleverd aan de theorie (wiskunde en statistiek) van dergelijke netwerkmodellen.



Afkortingen


TNW Faculteit Technische Natuurwetenschappen