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.

In februari t/m april 2022 mocht ik 10 weken een stage doen in het Regerenerative Medicine Centre Utrecht, waar ik met een nieuwe biomateriaal mocht gebruiken om te 3D-(bio)printen (zie: https://stichtinghbu.nl/2022/04/18/individueel-project-olaf-nijssen/). Na deze gave labervaring besloot ik om als eindproject voor mijn individuele project een animatie te maken over de techniek die ik had gebruikt: volumetrisch bioprinten.’ Dit is een geavanceerde technologie waarbij biologisch weefsel of wordt geproduceerd door middel van 3D-printen. Het proces omvat de projectie van een hologram in een roterend biomateriaal om een ​​specifieke vorm en structuur te creëren die kan worden gebruikt voor onderzoek, en mogelijk zelfs transplantatie.

Gedurende het afgelopen jaar heb ik ijverig aan dit project gewerkt. Hiervoor heb ik geleerd over verschillende teken- en animatiesoftware, wat vaak gepaard ging met het nodige gezucht. Ook was het leuk om van verschillende betrokken tips te krijgen over ‘story telling’, kleurenschema’s en hoe je zo’n groot project nou uitplant.

Het eindresultaat van deze leerweg is een 30 minuten lange ‘explainer’ animatie die de verschillende disciplinaire aspecten van de techniek uitlicht: de wiskunde, natuurkunde, scheikunde en biologie. Met een voice-over en begeleidend ‘sound design’ volg je een denkbeeldige patiënt in een behandeltraject uit de toekomst, waarin zijn lever volumetrisch wordt ge-3D-print.

Omdat de animatie geclassificeerde informatie bevat, zal deze voorlopig alleen intern gebruikt worden. Voor wetenschappelijke presentaties, maar mogelijk ook voor masteronderwijs.

Film stills uit de animatie:

1. Overzicht van volumetrisch bioprinten.
2. Patientje met mogelijke toepassingen van 3D-bioprinten in beeld.
3. Cel-matrix interactie zorgt voor maturatie van het weefsel
4. Wiskundige transformatie van een object naar een rotationeel projecteerbare hologram.
5. Overzicht van de optische instrumenten in een volumetrische printer.

Tijdens mijn individueel project heb ik stage gelopen bij de afdeling pathologie. Binnenin deze afdeling wordt onder andere de diagnose van het Lynch Syndroom uitgevoerd via immunohistochemische kleuring en MSI analyse. Deze diagnostiek heeft in de afgelopen tien jaar 28 onverklaarbare casussen opgeleverd waarin onduidelijkheden waren. Tijdens mijn stage heb ik data rondom deze casussen verzameld, data gecontroleerd, conclusies getrokken en vervolgens dit alles verwerkt in een wetenschappelijk artikel. Enorm leerzaam om het volledige traject van moleculaire testen tot dit verwerken en juist opschrijven in een wetenschappelijk artikel in zijn volledigheid te doorlopen. Hierin heb ik ook veel uitdagingen gehad wat het soms demotiverend maakte maar juist dat heeft er voor gezorgd dat ik nu aan het einde van mijn IP, trots terug kan kijken. In de eerste weken heb ik mij ingelezen in het Lynch Syndroom en de bijbehorende diagnostiek. Ook al gaf mijn begeleider dr.ir. Wendy de Leng aan altijd open te staan voor vragen koos ik er vaak voor om zelfstandig moeilijke onderwerpen te begrijpen. Dit was juíst de moeilijke weg en zorgde er voor dat het project mij in het begin meer tijd kostte dan nodig. Dat is in principe niet erg, maar wel als het plezier er onder gaat lijden. Na het inlezen begon het schrijven van het artikel en het zelf analyseren van de moleculaire testen. Toen ik merkte dat dit goed ging kreeg ik meer vertrouwen. Door de wekelijkse afspraken met m’n begeleider werd het ook echt meer een samenwerking waardoor ik steeds meer durfde te vragen zonder dat ik mij opgelaten voelde. Tijdens dit project was ik afhankelijk van verschillende mensen waarop ik vaak moest wachten. Hierin heb ik geleerd om niet te lang te wachten maar er zeker achter aan te gaan. Zelf een actieve houding aannemen in mijn eigen individuele project.

Op maandag 6 februari heeft het bestuur van de Stichting HBU samen met twee Honoursstudenten van Farmacie en Molecular Life Sciences het symposium “The Future of Science” georganiseerd. Het doel van het symposium was om meer te leren over de verschillen binnen de wetenschap: wat is het verschil tussen onderzoek doen aan de universiteit, binnen een bedrijf, en voor een overheidsinstituut als het RIVM? Daarnaast was het doel om studenten te stimuleren om na te denken over hoe de wetenschap er in de toekomst idealiter uit zou moeten zien. Alle geïnteresseerde Honoursstudenten aan de UU binnen de bètawetenschappen waren welkom om het symposium bij te wonen. Uiteindelijk mochten we tegen de 40 studenten verwelkomen!

Het symposium werd geopend door prof. Femke van Wijk. In haar praatje trok Van Wijk een parallel tussen mieren en wetenschappers. Verrassend genoeg blijken die nog aardig veel overeen te hebben. Zoals mieren in een zogenaamde dodenspiraal terecht kunnen komen als zij signalen aan elkaar blijven geven als ze rondjes lopen, zo zijn wetenschappers op het moment te veel bezig met rondjes lopen in de publicatiecyclus. In plaats van dat de nadruk ligt op het onderzoek zelf, wordt er nu (te) veel aandacht besteed aan het schrijven van een mooi artikel. Bovendien gaat er vervolgens (te) veel geld naar het mogen publiceren van dat artikel in een wetenschappelijk tijdschrift. Op deze manier werken wij met z’n allen voor het systeem, in plaats van dat het systeem voor de wetenschap werkt. Zoals mieren uit een dodenspiraal kunnen worden gelokt met een sterk aanlokkelijk signaal, zo kunnen wij als wetenschappers ook allemaal iets veranderen in het systeem waarin wij nu zijn beland. Als toekomstige wetenschappers is het belangrijk om hierover te blijven nadenken en met nieuwe innovatieve oplossingen te komen om het systeem te helpen veranderen.

Na het praatje van Van Wijk was dr. Monique Slijper uitgenodigd om meer te vertellen over haar carrière aan de universiteit en in het bedrijfsleven. Wat zijn de verschillen tussen onderzoek doen aan de universiteit en onderzoek doen voor een bedrijf? Een van de eerste dingen die ter sprake kwam was de hoge werkdruk binnen de universiteit. Binnen een bedrijf is de werk-privébalans toch vaak wat beter en liggen de lonen toch vaak wat hoger. Tegelijkertijd is er binnen een bedrijf vaak wat minder vrijheid en is het doel van het onderzoek toch uiteindelijk vaak geld verdienen. Aan de universiteit ligt de werkdruk dan wellicht wat hoger en liggen de lonen wat lager, maar zijn er wel meer mogelijkheden om aan een project te liggen waar je interesses liggen. Het is goed om te beseffen dat elk bedrijf en elke onderzoeksgroep weer anders is. Een wetenschappelijke carrière is niet altijd te plannen. De boodschap die dr. Slijper aan de studenten meegaf was om alles zelf te ontdekken. Ver vooruit plannen kan wel, maar bijzondere kansen komen vaak onverwachts om de hoek.

Toen we meer hadden gehoord over werken als onderzoeker voor een bedrijf, kwam als derde spreker dr. Linda Visser meer vertellen over onderzoek doen binnen een overheidsinstituut. Na een PhD te hebben gedaan binnen de virologie is zij als bio-informaticus aan de slag gegaan bij het RIVM in Bilthoven. In haar presentatie vertelde ze meer over een onderzoek dat nu binnen het RIVM wordt uitgevoerd naar verschillende strains van meningokokken. Hiermee liet ze mooi zien dat binnen het RIVM de nadruk van het onderzoek niet ligt op publiceren of geld verdienen, maar dat het onderzoek gericht is om een beleid te vormen voor de nationale gezondheidszorg. De drie verschillende sprekers hebben de studenten een mooie inkijk gegeven in de verschillende takken waar wetenschap wordt uitgevoerd. De verschillen die aan bod zijn gekomen kunnen de studenten helpen nadenken over hun toekomst als wetenschapper en over de mogelijkheden na het afronden van een studie.

Na drie presentaties zijn we met elkaar in discussie gegaan over het onderwerp ‘predatory journalism’. Dit is een groeiend probleem waarbij wetenschappers door ‘fake journals’ worden benaderd om hun paper in te zenden, wat hierna zonder te bekijken online wordt gezet, waarna wetenschappers de rekening krijgen voor de publicatie. Daarbij draagt deze manier van publicatie, zonder peer-review, enorm bij aan de verspreiding van misinformatie. Via de sociale media is het lastig onderscheid maken tussen échte wetenschap en predatory journalism. De risico’s die hiermee gepaard gaan zijn duidelijk geworden tijdens de Corona pandemie. Met elkaar hebben wij gebrainstormd over hoe dit kan worden aangepakt in de toekomst.

De middag is afgesloten met een workshop over het betrekken van patiënten in fundamenteel kankeronderzoek. Dr. Colette ten Hove kwam meer vertellen over het Oncode-instituut en hoe zij proberen artsen, onderzoekers en patiënten met elkaar in contact te laten komen. Daarbij had ze een ervaringsdeskundige, Inge Roes, en onderzoeker, Antoinette van Weverwijk, meegenomen die met de studenten in gesprek gingen. Wat is het belang van het contact tussen de patiënt en de onderzoeker, en hoe draagt dit contact bij aan het onderzoek zelf? Het is goed om als onderzoeker op te hoogte te zijn wat er in een patiënt omgaat in een behandeltraject. Op deze manier kan de onderzoeker de patiënt beter begrijpen en inzien waarom een patiënt wel of niet besluit mee te doen met een onderzoek. Tegelijkertijd is het belangrijk dat de patiënt de mogelijkheid krijgt meer te weten over het onderzoek en dat de informatie over het onderzoek toegankelijk is. Persoonlijk contact tussen de patiënt en onderzoeker kan hier enorm aan bijdragen.

Al met al was het een leuke, interessante en vooral inspirerende middag waarin de studenten weer veel nieuwe indrukken hebben kunnen opdoen van de mogelijkheden en hindernissen die ze te wachten staan in hun toekomstige carrière als onderzoekers.

_{Deze activiteit is mede mogelijk gemaakt dankzij financiële steun van het Utrechts Universiteitsfonds.}

Het groostste deel van het Honoursprogramma is het individueel project. Aan dit project van ongeveer 400 uur mag elke Honoursstudent een eigen invulling geven. Deze maand zal Valentijn van HP15 meer vertellen over zijn individueel project bij het RIVM.

Van februari tot en met april 2022 heb ik het vak Bioinformatica gevolgd als verplicht onderdeel van het bachelorprogramma. Dit vak vond ik erg leuk en ik merkte al gauw dat ik meer wilde doen binnen dit vakgebied. Het vak werd afgesloten met een symposium. Tijdens dit symposium gaf een onderzoekster / bioinformaticus van het RIVM een interessante presentatie over de genetische surveillance van Bordetella pertussis, de bacterie die kinkhoest veroorzaakt. Na de presentatie ben ik gelijk op haar afgestapt met de vraag of het mogelijk zou zijn om een stage te lopen binnen het RIVM en aan de slag te gaan met een project binnen dit onderwerp. Al vrij snel mocht ik op kennismakingsgesprek komen en in juli 2022 ben ik gestart met een stage van 7 weken.

Voor kinkhoest is een vaccin opgenomen dat is opgenomen in het Rijksvaccinatieprogramma. Dit vaccin is gericht tegen vijf verschillende eiwitten op het oppervlak van de bacterie. In de afgelopen jaren zijn er steeds meer bacteriën aangetroffen die nog slechts twee van deze vijf eiwitten op het oppervlak hebben. Hierdoor bestaat de kans dat het vaccin minder effectief wordt. Op den duur zou een vaccin hierdoor niet meer voldoende bescherming kunnen bieden aan de populatie. Binnen het RIVM wordt daarom nauwlettend in de gaten gehouden hoe de kinkhoestbacteriën in Nederland eruit zien. Dit is belangrijk om de effectiviteit van het Rijksvaccinatieprogramma te behouden en tijdig aanpassingen te doen als dit nodig is. Dit wordt ook wel ‘surveillance’ genoemd.

Wanneer iemand in Nederland wordt gediagnosticieerd met kinkhoest, wordt er een isolaat opgestuurd naar het RIVM (als dit mogelijk is). Bij het RIVM wordt de bacterie gesequenced. Aan de hand van de sequencing data kan er worden onderzocht hoe verschillend de bacterie is ten opzichte van andere bacteriën die zijn ingestuurd. Op deze manier kan worden onderzocht hoe de populatie van kinkhoestbacteriën in Nederland eruit ziet. Tijdens de analyse van de sequencing data wordt meestal gekeken naar het aantal verschillende allelen binnen een set van genen in het genoom van de bacterie. Deze set van genen wordt ook wel een ‘schema’ genoemd. Voor Bordetella persussis waren meerdere schema’s beschikbaar. Tijdens mijn stage heb ik de opdracht gekregen te onderzoeken welk schema het meest geschikt zou zijn om de pertussis populatie in Nederland in kaart te brengen. Hierna heb ik met dit schema de populatiestructuur in kaart gebracht. Tot slot heb ik onderzocht of ik met de sequencing data ook al uitspraken kon doen over de aan- of afwezigheid van de eerder genoemde vijf target eiwitten van het vaccin.

Tijdens mijn stage binnen het RIVM heb ik veel nieuwe dingen geleerd op het gebied van programmeren en data-analyse. Ik heb kennis gemaakt met Python en verschillende command-line tools. Ik heb mijn eerste eigen ‘programmaatjes’ geschreven waarmee ik data-analyses heb kunnen uitvoeren. Het was erg leuk en leerzaam. Bovendien heb ik een mooi beeld gekregen van het onderzoek dat wordt gedaan binnen het RIVM en heb ik veel mensen hier mogen leren kennen. Deze stage heeft mij erg enthousiast gemaakt om verder te gaan binnen de bioinformatica.

Op woensdag 25 januari hebben HP15 en HP16 tijdens de maandelijkse bijeenkomst een bezoek gebracht aan Single Cell Discoveries. Dit bedrijf is in 2018 opgericht en is in het Hubrechtinstituut gevestigd. Single Cell Discoveries biedt verschillende services aan op het gebied van single-cell-sequencingtechnieken en helpt hiermee onderzoeksgroepen bij nieuw innovatief onderzoek. Voor nog niet zo’n lange tijd stellen deze technieken onderzoekers in staat om processen in afzonderlijke cellen te bestuderen. Tijdens het bezoek hebben we een praatje gekregen van Dylan Mooijman over de missie van het bedrijf. Hoe is Single Cell Discoveries tot stand gekomen? Wat zijn de mogelijkheden en grenzen van de technieken? Wat is de rol van het bedrijf in het onderzoek? Het bezoek is afgesloten met een korte rondleiding over het lab. Het was een leuke en interessante invulling van de maandelijkse bijeenkomst. Deze bezoeken helpen de studenten bij het oriënteren op de mogelijkheden na de studie en zijn daarom erg waardevol.

Mocht u als bedrijf ook geïnteresseerd zijn om Honoursstudenten te ontvangen en meer te laten zien over carrièremogelijkheden binnen uw bedrijf, neem dan vooral contact met ons op!

Op 28 september heeft de eerste communityactiviteit van dit jaar plaatsgevonden. We hebben een escape tour in het centrum van Utrecht gedaan, waarbij we in verschillende teams tegen elkaar hebben streden om als eerste de geheime uitgang van de stad te vinden. Het bleef tot het einde spannend welk team ging winnen. De activiteit vond plaats met HP14, HP15 en HP16. Goede kans voor HP15 en HP16 om elkaar beter te leren kennen en leuk om de ervaringen van HP14 te horen. Een goede kans om iedereen beter te leren kennen dus! We hebben de avond afgesloten met heerlijk Italiaans eten. Kortom een leuke, gezellige avond!

Donderdag 22 september heeft er een graphical abstract workshop plaatsgevonden, georganiseerd door de Activiteitencommissie. Graphical abstracts zijn een grafische weergave van de essentie van een artikel en steeds meer bekende wetenschappelijke tijdschriften vragen wetenschappers om een graphical abstract te includeren in hun artikelen. Het maken van een graphical abstract is dus een handige vaardigheid om te hebben.

De workshop werd geleid door dr. Floor Kropman-Henken. Zij gaf eerst een interactieve inleiding over wat er precies in een graphical abstract moet staan. Vervolgens moesten de deelnemers hiermee oefenen door een aantal voorbeelden van graphical abstracts te beoordelen. Daarna werd de opgedane kennis in de praktijk gebracht; de deelnemende studenten mochten zelf een graphical abstract gaan maken voor een artikel naar keuze. Hierbij konden ze natuurlijk rekenen op hulp in de vorm van de expertise van dr. Kropman-Henken. Dit alles gebeurde onder het genot van kaasstengels en chocoladepepernoten, want een brein heeft energie nodig om goed te kunnen werken.

Al met al was het een leuke en leerzame avond. De deelnemers hebben vaardigheden opgedaan en dingen geleerd die ze de rest van hun academische en wetenschappelijke carrière kunnen gebruiken.

Hey! Ik ben Sam, en in dit stukje wil ik graag vertellen over mijn individuele project. Kanker veroorzaakt wereldwijd bijna een op de zes sterfgevallen, en is daarmee één van grootste doodsoorzaken wereldwijd. Hoewel chemotherapie een effectieve behandeling kan zijn voor veel soorten kanker, veroorzaakt het doorgaans veel bijwerkingen. Eén van deze bijwerking is chemotherapie-geïnduceerde neuropathie (CIPN). Dit treft 60-70% van de patiënten en veroorzaakt pijn en gevoelloosheid die jaren na de behandeling kunnen aanhouden. Tijdens mijn individuele project heb ik onderzoek gedaan naar een potentiële behandeling voor CIPN. Deze onderzoek heb ik bij het lab van Niels Eijkelkamp in het Wihelmina Kinderziekenhuis gedaan.

De potentiële behandeling van CIPN bestaat uit een fusie-eiwit die geconstrueerd is door twee anti-inflammatoire cytokines te fuseren. Cytokines zijn eiwitten die door de cellen van het immuunsysteem geproduceerd worden. Deze cytokines kunnen pro- of anti-inflammatoir zijn. Ik heb deze zomer experimenten uitgevoerd om de werking van het fusie-eiwit op met chemotherapie behandelde neuronen te begrijpen. Als een indicatie van neuronale schade door chemotherapie en herstel door het fusie eiwit, heb ik de lengte van neurieten gemeten. Om de resultaten vast te leggen heb ik een report geschreven. 

Naast het lab werk, heb ik literatuuronderzoek gedaan naar de intracellulaire signaleringscascades van de cytokines die het fusie-eiwit vormen. Het doek van dit onderzoek was om een betere idee te vormen over de mechanismen van de potentiële behandeling.

Mijn individuele project was een waardevolle en leerzame ervaring, waar ik dankbaar voor ben. Ik heb meer ervaring gekregen in het lab en het doen van literatuur onderzoek. Verder heb ik een helderder beeld gekregen van de dynamiek binnen een onderzoeksgroep. Ik heb een dieper begrip gekregen van fusie-eiwitten, CIPN en de signaleringscascades van cytokines. Erg waardevol vond ik het, om bij te mogen dragen aan een onderzoek dat in de toekomst kan helpen om de pijn van miljoenen mensen te verlichten.

Misschien heb je het woord ‘biofabricatie’ al wel eens voorbij zien komen. Bijvoorbeeld toen in het nieuws kwam dat patiënt in het UMC Utrecht is geholpen met een op maat geprinte schedel. Of in de context van gebioprint kweekvlees. In mijn IP-stage heb ik meer ontdekt over dit vakgebied, waarbij 3D print technieken worden ingezet om stukjes weefsel te printen voor fundamenteel onderzoek, het testen van medicijnen en uiteindelijk zelfs weefseltransplantatie.

De stage deed ik bij het RMCU bij de groep van Dr. Riccardo Levato, onder begeleiding van PhD-student Marc Falandt MSc. De groep werkt onder andere aan het verbeteren van de techniek en toepassing van volumetrisch bioprinten met cell-laden hydrogels. Doormiddel van deze techniek worden 3D-objecten, als één geheel, binnen enkele tot tientallen seconden geprint. Door het gebruik van (stam)cellen in combinatie met hydrogel materialen worden biologisch actieve objecten geprint op centimeterschaal, om zo menselijk weefsel na te bootsen.

Momenteel is de groep tegen het einde van een lopend onderzoek naar een van deze nieuwe hydrogel materialen, waarbij nu vooral veel proeven moeten worden uitgevoerd om het printproces te optimaliseren voor deze hydrogel. Het was heel leuk om hieraan bij te kunnen dragen in de internationale omgeving van het RMCU. Ik heb kennis gemaakt met de fascinerende wereld van bioprinten, labervaring opgedaan, en gehoord over allerlei andere gave onderzoeken die gaande waren op de afdeling. Het was een inspirerende periode van mijn bachelor, waar ik dankbaar voor ben. De komende maanden zal ik bezig zijn met de uitwerking van resultaten, en het maken van een animatievideo over volumetrisch bioprinten.