Senternovem
22-01-2008 | Cyttron ontwikkelt 'Google Earth' voor levende cel
Binnen Cyttron is een softwareprogramma ontwikkeld waarmee alle
structuren binnen een cel kunnen worden gevisualiseerd. Het systeem
geeft bovendien niet alleen visuele informatie, maar ook allerlei
andersoortige onderzoeksinformatie die betrekking heeft op het beeld.
Volgens prof. Jan Pieter Abrahams, hoogleraar biofysische
structuurchemie aan de Rijksuniversiteit Leiden en directeur van het
Bsik-programma Cyttron, gaat het om een indringende presentatie
waarbij samenhang tussen mechanismen en onderdelen in en van de
levende cel onmiddellijk duidelijk wordt.
"Je moet het zien als Google Earth, maar dan in een cel", zegt
Abrahams. "Het is een soort digitale microscoop, waarmee niet alleen
weefselstructuren zichtbaar kunnen worden gemaakt, maar ook structuren
in een cel en zelfs modellen. We kunnen bijvoorbeeld zien hoe een
bepaalde eiwitketen zich opvouwt. Bovendien geeft het systeem er
allerlei informatie bij. Er is inmiddels een uitgebreide databank aan
gegevens waar onderzoekers hun plaatjes kunnen opslaan en deze kunnen
voorzien van gestandaardiseerd commentaar. Dat werkt heel goed."
Input
De basis van het systeem van Cyttron is een databank met visueel
materiaal, die wordt gevoed door wetenschappers. Zoals Abrahams
opmerkt gaat het niet alleen om visueel materiaal, maar kunnen er
allerlei andere gegevens aan gekoppeld zijn. Die input wordt momenteel
aangeleverd via een webinterface, waartoe aangesloten onderzoekers
toegang hebben. Voorlopig is de input nog alleen weggelegd voor de
deelnemers van Cyttron, maar als het systeem goed draait komt het, als
het aan Abrahams ligt, breed beschikbaar. Er is in ieder geval veel
belangstelling voor.
Beschikbaar
Abrahams: "Dit systeem maakt voor het eerst real time integratie
mogelijk van verschillende typen visuele informatie en andere
gegevens. Combinatie van data was natuurlijk altijd al mogelijk, maar
dan was het handwerk, vaak op basis van langdurig literatuuronderzoek.
Het was een kwestie van plaatjes naast elkaar houden en vergelijken.
Met dit systeem is het mogelijk om in één oogopslag verbanden te zien.
Juist door het leggen van die verbanden ontstaan nieuwe kennis en
nieuwe inzichten. Het is te vergelijken met de rollenwisseling tussen
de traditionele bibliotheek en internet. Als je vroeger iets wilde
uitzoeken moest je naar de bibliotheek. Als de literatuur die je zocht
al was uitgeleend, moest die worden gereserveerd, daar gingen vaak
weken overeen. De komst van internet was een fundamentele verandering.
Informatie is altijd en overal beschikbaar en leidt daarmee veel
sneller tot de ontwikkeling van nieuwe dingen. Zo is het met dit
systeem ook."
Alzheimer
Het visualisatiesysteem van Cyttron heeft volgens Abrahams ook
commerciële potentie. Cyttron heeft marktonderzoek gedaan binnen de
farmaceutische industrie en die bleek buitengewoon enthousiast over
het systeem, zij het vooral als een onderzoeksinstrument met een
ondersteunende rol. Om te laten zien dat het als zodanig ook echt
werkt, hebben de onderzoekers van Cyttron inmiddels een
demonstratieproject ontwikkeld, speciaal toegesneden op de ziekte van
Alzheimer. Inmiddels is er een goed gevulde database met gegevens over
deze neurale aandoening, van hersenplaatjes tot geaggregeerde
eiwitten.
Afgesloten deel
"We gaan het systeem pas verkopen als we weten dat de markt het ook
echt heel graag wil hebben, en dan moet je eerst kunnen laten zien dat
het systeem ook echt kan werken", zegt Abrahams. "In principe is het
idee achter het vermarkten van het systeem tweeledig. In de eerste
plaats gaat het om een publieke database voor onderzoekers. In de
tweede plaats is er een klantengroep die om welke reden dan ook
gegevens nog niet wil publiceren. Daarvoor willen we een afgesloten
deel ontwikkelen waarmee farmaceutische bedrijven onder licentie
lokaal het systeem kunnen laten draaien."
Combinatie
Het systeem is rechtstreeks koppelbaar aan zowel een microscoop als
aan analyse en interpretatieapparatuur. Gegevens als plaatjes, maar
ook informatie over resolutie, vergroting en dergelijke worden
rechtstreeks in de databank opgeslagen. Momenteel zijn ook applicaties
beschikbaar waarbij bijvoorbeeld de gegevens van een
elektronenmicroscoop en een lichtmicroscoop worden gecombineerd. Een
elektronenmicroscoop kan met een veel grotere vergroting naar een
preparaat kijken en een lichtmicroscoop staat analysemethodes toe die
niet mogelijk zijn met een elektronenmicroscoop. Zo kunnen twee
soorten informatie over één preparaat worden gecombineerd.
Kennis opdoen
Abrahams: "Ons ultieme doel is dat we met dit systeem alle kennis over
structuren van het 'leven' met elkaar kunnen combineren. Op die manier
kun je snel veel kennis opdoen over een heel scala aan aspecten die
met levend weefsel en levende cellen te maken hebben. Zo kun je
bijvoorbeeld heel snel reageren op een defect, maar ook heel effectief
behandelingsmethodes ontwikkelen. Er liggen zelfs mogelijkheden op het
gebied van biotechnologie. Stel, onderzoekers willen een gistcel een
bepaald enzym laten uitscheiden. De gistcel blijkt echter toxisch te
zijn en dat is ongewenst. Dit systeem maakt het mogelijk om heel snel
honderden andere giststammen te screenen en te vergelijken. Vroeger
betekende dat een speurtocht door de literatuur en dat duurde vaak
maanden. Dit kan een doorbraak betekenen", zegt hij enthousiast.