voor mijn eerste keuzeopdracht (40 uur) wilde ik graag een creatief project uitvoeren dat aansloot bij de histologische beelden die tijdens het vak Weefsels aan bod kwamen. Mijn doel was om deze microscopische beelden te vertalen naar een kunstwerk dat tentoongesteld kon worden. 

Uiteindelijk koos ik voor het Hodgkinlymfoom, een vorm van lymfeklierkanker die wordt gekenmerkt door de aanwezigheid van Reed-Sternbergcellen (RS-cellen). Dit zijn grote, abnormale witte bloedcellen (B-lymfocyten) met doorgaans meerdere celkernen. De RS-cellen worden vaak omringd door T-cellen, die samen een rozetstructuur vormen. Deze interactie creëert een beschermende micro-omgeving waarin de tumorcellen kunnen overleven en prolifereren. 

Een van de promovendi beschreef deze tumorcellen eens als een zaadje dat in de verkeerde tuin is gaan groeien. Deze metafoor vormde de inspiratie voor mijn kunstwerk. Ik vertaalde het histologische beeld naar een bloemenweide, waarin de normale structuur van de lymfeklier geleidelijk wordt verstoord door de aanwezigheid en groei van de RS-cellen. 

Het uiteindelijke werk werd tentoongesteld in het kader van de Internationale Kinderkankerdag in het Prinses Máxima Centrum. 

Tijdens de bachelor werd ik geïnspireerd door colleges van docenten zoals Marc van Mill en Fried Zwartkruis, met name tijdens de vakken Genoom en Moleculaire Biologie van de Cel. In deze vakken leerde ik over het ontstaan van kankercellen en de effecten van tumoren op het lichaam. Dit wekte mijn interesse om me verder te verdiepen in dit onderwerp. Daarom koos ik voor mijn individueel project (IP) een stage in een lab dat onderzoek doet naar kanker.

Mijn stage vond plaats in het Laboratory of Translational Oncology in het UMC Utrecht, waar ik onder begeleiding van Lidwien Smabers aan twee verschillende experimenten mocht werken. Tijdens mijn stage heb ik veel gewerkt aan patient-derived colorectal cancer (CRC) organoids. Vooral in het begin vond ik het werken op een ML-I lab met organoids best ingewikkeld, omdat er veel dingen zijn waar je tegelijkertijd rekening mee moet houden. Denk aan het steriel werken, verschillende concentraties groeifactoren en alles nauwkeurig noteren in je labjournaal. Maar juist van deze uitdagingen heb ik uiteindelijk het meeste geleerd!

In het eerste experiment bepaalde ik de eiwitconcentratie van verschillende organoidlijnen, waarna deze opgestuurd konden worden voor phosphoproteomics analyse door het Cancer Centre in Amsterdam. Met phosphoproteomics kan de fosforylatiestatus van eiwitten in organoids van patiënten die nog niet behandeld waren voor CRC worden vergeleken met die van patiënten die wel behandeld waren, maar chemo-ongevoelig waren. Het proteoom is enorm nuttig om te onderzoeken omdat het meer inzicht kan verschaffen in wat chemo- ongevoeligheid in patiënten veroorzaakt.

In het tweede gedeelte onderzocht ik of CRC organoids sensitiever zijn voor een specifieke drug die aangrijpt op de specifieke genetische veranderingen van de organoids dan organoidlijnen die deze veranderingen niet hebben. Anders gezegd: kunnen we door middel van whole-genome sequencing genetische targets vinden die we kunnen gebruiken in de behandeling van CRC-patiënten? Dit experiment vond ik ontzettend interessant, vooral omdat ik het hele proces – van het kweken van organoids tot en met de data-analyse – helemaal zelf mocht uitvoeren. Mijn stage heb ik daarom als een geweldige tijd ervaren waar ik enorm veel heb geleerd!

Hieronder zie je twee foto’s die ik heb gemaakt van de organoids waarmee ik gewerkt heb 🙂

(Links: 40x vergroot; Rechts: 100x vergroot)

Mijn individuele project richtte zich op neuro-immuuninteracties bij chronische pijn. Chronische pijn is een fascinerend en complex fenomeen waarin biologische, psychologische en sociale factoren samenkomen. Ongeveer 1 op de 5 mensen lijdt aan chronische pijn, maar ondanks de grote impact wordt het nog vaak onderschat en onvoldoende begrepen. De laatste jaren groeit de aandacht voor de interacties tussen het immuunsysteem en het zenuwstelsel bij chronische pijn. Dit inspireerde mij om een reviewartikel te schrijven over de rol van verschillende immuuncellen bij chronische pijn en de mogelijke toepassing van immunotherapieën als behandelmethode.

Daarnaast had ik afgelopen zomer de bijzondere kans om een stage te lopen bij de onderzoeksgroep Neuroimmunologie van pijn in het Wilhelmina Kinderziekenhuis. Hier onderzocht ik de werking van een nieuwe immunotherapie: een ontstekingsremmend fusie-eiwit genaamd IL4-IL13. Mijn onderzoek richtte zich specifiek op chemotherapie-geïnduceerde zenuwpijn, een vorm van chronische pijn waarvoor momenteel nog geen effectieve pijnbestrijding bestaat.

Tijdens mijn individuele project heb ik niet alleen nieuwe praktische vaardigheden ontwikkeld, maar ook veel geleerd over het plannen van experimenten, data-analyse en het schrijven van wetenschappelijke teksten. Daarnaast heb ik geleerd hoe belangrijk het is om op tijd hulp te vragen, in plaats van alles zelf te willen oplossen, en om beter om te gaan met mijn perfectionisme.

Mijn individuele project gaf mij een geweldige kans om meer te leren over chronische pijn en zelf bij te dragen aan onderzoek naar mogelijke behandelingen. Al met al was het een zeer leerzame en inspirerende ervaring.

Mijn individueel project zag er iets anders uit vergeleken met de andere studenten van HP16. Na een inspirerend hoorcollege van Colette ten Hove, projectmanager bij Oncode, over patiëntparticipatie in onderzoek tijdens het evenement “Oog voor Impact,” was ik meteen enthousiast. Ik wilde niet in het lab staan, maar iets leren dat niet aan bod komt in de bacheloropleiding. Tijdens de bachelor miste ik het contact met patiënten, want zij zijn de reden waarom we al het onderzoek doen. Daarom stuurde ik, toen we een individueel project moesten kiezen, een e-mail naar Colette om te informeren naar een mogelijke stage bij Oncode, zodat ik meer kon leren over hoe we patiënten kunnen betrekken bij fundamenteel onderzoek.

Mijn individueel project bestond uit twee delen. Ten eerste deed ik kennis op door deel te nemen aan verschillende activiteiten georganiseerd door Oncode, waarbij patiëntparticipatie centraal stond. Zo hielp ik mee bij het hoorcollege over patiëntparticipatie tijdens “Oog voor Impact,” woonde ik de Oncode-bijeenkomst bij over vroege opsporing en monitoring van kanker, nam ik deel aan teamvergaderingen, en deed ik mee aan de maandelijkse bijeenkomsten met patiënten. Ondertussen leerde ik ook meer over het voeren van interviews en volgde ik een cursus over het maken van infographics.

Voor mijn eindproduct schreef ik een rapport over patiëntparticipatie in fundamenteel kankeronderzoek. Hiervoor verzamelde ik informatie via interviews en een uitgebreide literatuurstudie. Ter ondersteuning maakte ik vier infographics. Het schrijven van het rapport was zeer leerzaam, aangezien het een andere manier van onderzoek doen was dan wat we in de bachelor hadden geleerd. Hoewel het uitdagend was en ik het achteraf beter had kunnen afkaderen, heb ik er enorm veel van geleerd en vond ik het erg interessant.

Voorbeeld van één van de infographics:

Tijdens mijn individuele project voor het Honours Programma had ik de kans om stage te lopen op de afdeling Obstetrie en Gynaecologie in het Wilhelmina Ziekenhuis onder begeleiding van Shinta Moes. Hier sloot ik mij aan bij de SAFE@home studie, een onderzoeksproject dat zich richt op het thuismonitoren van zwangere vrouwen met een verhoogd risico op hypertensieve aandoeningen.

Mijn rol binnen de SAFE@home studie bestond voornamelijk uit het analyseren van data van vrouwen met hypertensieve aandoeningen. Het doel van mijn onderzoek was om de verbanden tussen etniciteit, socio-economische status en geboortegewicht te onderzoeken. Deze analyse resulteerde in een onderzoeksrapport waarin ik aantoonde dat er een significante link bestaat tussen etniciteit en geboortegewicht, onafhankelijk van socio-economische status. Deze bevinding was bijzonder interessant omdat het suggereert dat etniciteit een autonome factor kan zijn in geboorte-uitkomsten, los van socio-economische invloeden. Naast het data-analyse gedeelte van mijn stage, voerde ik ook een breder literatuuronderzoek uit. Hierbij onderzocht ik de rol van etniciteit in biomedisch onderzoek. De inzichten die ik hieruit opdeed, verwerkte ik in richtlijnen die ik presenteerde in de vorm van een poster.

Het opzetten en uitvoeren van mijn eigen project was een heel andere ervaring dan ik gewend was. Het bood me de kans om niet alleen inhoudelijk veel te leren over het onderzoeksproces en de complexiteit van biomedische vraagstukken, maar ook over mijn eigen ontwikkeling. Het onderzoek was daarom een geweldige ervaring en ik heb er veel van kunnen leren!

Al sinds jongs af aan heb ik een grote interesse voor hoe het zenuwstelsel in elkaar zit en wat er mis kan gaan. Vanwege deze grote interesse heb ik ervoor gekozen om deze richting op te gaan als invulling van mijn individueel project. In de Department for Developmental Origins of Disease heb ik onder begeleiding van dr. Prof. Freek Hoebeek meegewerkt aan een onderzoek naar de distributie van Purkinjecel schade in de vermis van het cerebellum in neonaten met hypoxisch ischemische encefalopathie (bloed en zuurstof tekort). Ik heb hierbij het werk van voorgaande studenten uitgebreid. Ik heb onder andere de resultaten uitgebreid en figuren gemaakt bij de resultaten sectie. Daarnaast heb ik de introductie en discussie uitgebreid en herschreven.

Het was heel leerzaam en een leuke kans om al tijdens mijn bachelor mee te werken aan een paper en te zien hoe dit allemaal werkt. Het artikel zal later dit jaar gepubliceerd worden. Het werken aan de paper heb ik vooral tijdens de zomervakantie gedaan. Dit vroeg dan ook enige zelfstandigheid, waar ik erg veel van geleerd heb. Ik vond het erg leuk om kritisch na te denken over het onderwerp, welke vergelijkingen belangrijk zijn om te bekijken en welke conclusies getrokken kunnen worden uit beschikbare literatuur. Na de vakantie ben ik me gaan focussen op mijn eindproduct. Als eindproduct heb ik een wetenschappelijke poster bij de paper gemaakt. Het artikel bevat veel resultaten figuren, dus om alle resultaten overzichtelijk op 1 poster weer te geven was zeker een leerzame uitdaging.

Naast het werken aan de paper heb ik mogen meekijken en meehelpen bij het snijden en stainen van weefsel op het lab. Wat daarnaast ook zeker een hoogtepunt tijdens mijn stage was, was dat ik een dag mocht meelopen op de neonatologie afdeling in het WKZ. Al met al was mijn individueel project een erg interessant en leuk project, waar ik veel van heb geleerd.

Communicatie staat in mijn IP centraal: communicatie tussen het microbioom en het brein, en communicatie van de onderzoekswereld naar het brede publiek.

Mijn project begon met een stage bij farmacologie onder begeleiding van Lucía Peralta-Marzal en Paula Perez Pardo. Tijdens mijn stage leerde ik coupes maken van muizendarmen – van slicen tot stainen – en foto’s maken met een confocal en fluorescentie microscoop. Met verschillende stainings, waaronder voor e-cadherine en serotonine, keken we naar het effect op de integriteit van de darmbarrière wanneer we het microbioom van een kind met ASS transplanteren in de darm van een muis.

Deze geweldige stage-ervaring legde de basis voor het tweede deel van mijn IP: het schrijven van blogposts. Als student met een passie voor wetenschapscommunicatie wilde ik graag mijn schrijfvaardigheid verbeteren, met als doel de complexiteit van de gut-brain axis te vereenvoudigen en leuke blogposts te maken voor een breed publiek. Met hulp van Alex Cloherty heb ik een miniserie van drie posts geschreven (zie hieronder een korte introductie op elke post). Ook heb ik een infographic gemaakt over het schrijven van een blog. Wil je mijn blogposts lezen? Je vindt ze hier: https://www.microbialmondays.com/blog/categories/gut-brain-axis-mini-series

De eerste post gaat over de levendige gemeenschap in je darmen: de microbiota. Deze bacteriën hebben allerlei belangrijke functies in je darmen, maar hun invloed reikt verder: ze communiceren met je hersenen! In deze eerste post beschrijf ik de bijzondere verschillende communicatieroutes tussen de darmmicrobiota en de hersenen (fig 1).
De tweede post van de miniserie beschrijft deze connectie in de context van ASS. Vroeger werd gedacht dat de oorzaak van ASS voornamelijk genetisch was. Nu is er steeds meer bewijs dat er ASS dysbiose en een verstoorde darmbarrière ook een rol spelen (fig 2).
In de derde post leg ik uit hoe deze link onderzocht kan worden, wat onderzoekers kunnen gebruiken om de puzzel van ASS op te lossen (fig 3). In de hoofdrol: muizen.

Mijn individueel project bestond uit twee delen. In het eerste gedeelte heb ik stage mogen lopen bij de groep van dr. Hugo van Ingen. Tijdens deze stage heb ik gekeken naar een eiwit genaamd Sox2. Sox2 is een belangrijk eiwit in verschillende biologische processen en is ook één van de Yamanaka factoren.  Tijdens mijn stage mocht ik dit eiwit op moleculair niveau bestuderen met behulp van een fantastische techniek, namelijk met de nuclear magnetic resonance, in kort NMR. Het grote voordeel aan deze techniek is dat eiwitten niet gedenatureerd hoeven te worden en daarom is het mogelijk om interacties en conformatieveranderingen van een eiwit te bestuderen. Dit heb ik dan ook gedaan tijdens mijn stage. Ik heb namelijk gekeken naar welk gedeelte van het Sox2 eiwit belangrijk is bij de interactie tussen Sox2 en DNA.

Na mijn stage ben ik begonnen aan het tweede gedeelte van mijn project, namelijk het maken van een animatievideo over mijn stage. Dit heb ik gedaan met de software van het programma Blender. In dit programma kan je een virtuele 3D omgeving maken en binnen deze omgeving is het mogelijk om een camera te laten bewegen om zo een animatie te maken. Dit programma heeft ontzettend veel mogelijkheden denk bijvoorbeeld aan het modeleren van eiwitten en DNA of het simuleren van bijvoorbeeld zwaartekracht op een voorwerp. Dit maakt het een ontzettend mooi programma om animaties mee te maken, maar ook enorm ingewikkeld. Zeker de eerste weken heb ik heel veel tijd gestoken in het leren van de basisvaardigheden. Toen ik deze basis eenmaal onder de knie had ging het animeren een stuk beter al waren dingen als het simuleren van een vloeistof met zwaartekracht een enorme uitdaging.

Sommige onderdelen van de video zijn nog vertrouwelijk en het is daarom niet mogelijk om de gehele video online te zetten. Hier zijn echter enkele sfeerbeelden uit de video om een kleine impressie te geven.

Voor mijn individuele project heb ik stage gelopen in het Centre for Molecular Medicine in het UMC Utrecht, in de groep van Maria Rodriguez-Colman. Gedurende 7 weken heb ik verschillende experimenten gedaan met betrekking tot de sub-cellulaire lokalisatie van twee metabolische enzymen: pyruvaat kinase M2 (PKM2) & isocitraat dehydrogenase 1 (IDH1). Naast hun metabolische functies hebben deze enzymen mogelijk ook invloed op transcriptie regulatie. Dit doen ze elk op een andere manier. Zo lieten een aantal studies zien dat PKM2 onder bepaalde omstandigheden in de nucleus kan worden aangetroffen, waar het functioneert als eiwit kinase die genexpressie beïnvloedt. IDH1 aan de andere kant, katalyseert een reactie waarbij alfa-ketoglutaraat wordt gevormd, een metaboliet die de epigenetische regulatie van genexpressie beïnvloedt als cofactor van verschillende demethylase-enzymen. Deze enzymen zijn bovendien geïmpliceerd in verschillende vormen van kanker.

Verder hebben deze enzymen eigenlijk niet heel veel met elkaar te maken hadden. Zo heb ik dus meegewerkt aan twee verschillende onderzoeksprojecten, wat naar mijn mening een goede keuze is gebleken. Hierdoor kon ik namelijk met meerdere technieken in aanraking komen en het metabolisme vanuit meerdere hoeken benaderen. Het Individueel Project was een mooie gelegenheid om te werken aan mijn praktische vaardigheden. Ik had namelijk het gevoel dat ik hier nog veel kon leren. Daarnaast was het een goeie kans om verder te oefenen met schrijven, wat ik toch altijd lastig blijf vinden.

Het eindproduct van mijn individueel project is een verslag, met een uitgebreid inleidingshoofdstuk over PKM2 en de mogelijke relatie tussen dit eiwit en genregulatie, waar ik voorafgaand en na de stage hard aan heb gewerkt. Daarnaast heb ik in het verslag de methoden, resultaten, data analyse, conclusie & discussie beschreven van de uitgevoerde experimenten gedurende de stageperiode heb uitgevoerd. Op deze manier heb ik een breed scala aan skills kunnen oefenen, die erg relevant zijn voor mijn ontwikkeling tot onderzoeker.

De sfeer op het laboratorium was altijd positief, en ik heb veel kunnen leren van alle leden van de onderzoeksgroep. Ik denk ook zeker dat ik mij thuis voel in een laboratoriumomgeving. Ik ben blij dat ik nu met meer zekerheid kan zeggen dat ik graag een onderzoeker wil worden.

Tijdens mijn tijd in het lab en tijdens het schrijven ben ik echter ook een aantal keren tegen mezelf aangelopen. Voor mij was de belangrijkste les, het leren omgaan met mislukte experimenten, en dan op een constructieve manier omgaan met de gemaakte fouten. Juist door de dingen die minder goed zijn verlopen, denk ik project aanzienlijk heeft bijgedragen aan mijn persoonlijke en professionele groei.

In dit bericht vertelt Maarten van HP15 over een van zijn drie keuzeopdrachten:

Als een van mijn keuzeopdrachten heb ik een mini-review geschreven over de functie van bewustzijn. Dit is een onderwerp dat me altijd al heeft gefascineerd en het honoursprogramma bood me een mooie kans om me er verder in te verdiepen onder begeleiding van een deskundige. Daarbij kon ik meer ervaring opdoen met literatuur zoeken en academisch schrijven.
Bewustzijn is een abstract concept en binnen de wetenschap is er ook nog geen consensus over wat het precies is en hoe het tot stand komt. Dit komt onder andere doordat het erg moeilijk is om onderzoek te doen naar bewustzijn. Immers, omdat elk persoon alleen zijn eigen bewustzijn kan ‘waarnemen’, kan wetenschappelijk gezien eigenlijk niet eens worden bewezen dat bewustzijn überhaupt bestaat.
Om deze reden heb ik in mijn mini-review de functie van bewustzijn vanuit een aantal theorieën en principes benaderd. Deze theorieën betroffen de evolutietheorie, predictive coding theory, global workspace theory en integrated information theory. Daarbij heb ik ook gekeken naar hoe inhibitie en de Turing machine iets kunnen zeggen over de functie van bewustzijn.
Vanuit een evolutionair perspectief kan worden beredeneerd dat bewustzijn slechts een neveneffect van evolutie is, hoewel er ook wetenschappers zijn die stellen dat bewustzijn een evolutie-gerelateerde toename van complexiteit in systemen als de visus mogelijk maakt. Volgens de predictive coding theory stelt bewustzijn een persoon in staat om een voorstelling te maken van de buitenwereld en hypothetische situaties. Uit de global workspace theory kan worden afgeleid dat bewustzijn een rol speelt bij multimodale integratie en leerprocessen. De integrated information theory doet zijn naam eer aan door te stellen dat bewustzijn zorgt voor het integreren van informatie en hiermee bijvoorbeeld taal faciliteert. Bewustzijn lijkt ook samen te hangen met cognitieve inhibitie, wat gelegenheid geeft voor het simuleren van (de consequenties van) mogelijke reacties op omstandigheden. Hiermee zou bewustzijn ook een rol kunnen spelen in het adapteren aan een nieuwe omgeving. De computerwetenschap stelt tot slot dat er geen bewustzijn kan worden toegewezen aan machines, maar dat machines toch verscheidene bewustzijn gerelateerde fenomenen kunnen nabootsen, wat zou indiceren dat bewustzijn geen wezenlijke functie heeft.
Al met al was het voor mij een zeer leerzame en leuke opdracht. Zo was het handig om meer ervaring op te doen met academisch schrijven onder begeleiding van een deskundige en was het interessant om te leren over een vakgebied dat ik binnen het reguliere curriculum niet zou zijn tegengekomen. Daarbij denk ik nog steeds geregeld na over het mysterie dat bewustzijn is.