iGEM 2022 - team Leiden

De Leidse student Mirthe Zandbelt blogt tijdens de iGEM-competitie over de worstelingen, doorbraken, hoogte- en dieptepunten die haar team meemaakt tijdens het ontwikkelen van een techniek om tumoren te behandelen met nanodeeltjes van goud en zilver.

Copyright, iGEM team Leiden

Lees de blogs van het Team Leiden:
Blog 1 | Blog 2

Blog 1: Zweten in het lab

Datum: 11-08-2022

Het is zomer! Voor veel mensen betekent dat vakantie, maar voor mij dit jaar niet. Ik zal me eerst even voorstellen: mijn naam is Mirthe en ik ben een Life, Science and Technology student uit Leiden. Samen met mijn teamgenoten sta ik deze zomer in het lab voor iGEM. Dat is een internationale wedstrijd voor studententeams, waarin we een maatschappelijk probleem proberen op te lossen met synthetische biologie. Wat dat precies is? In de komende vijf blogs voor biotechnologie.nl leg ik het je uit, en schrijf ik over al onze iGEM avonturen.

Bij zomer denk ik al snel aan zon, zee, zand en strand. Daarvoor neem ik in ieder geval zonnebrand en deo mee. Die twee producten zijn voor de biologie steeds interessanter. Zo proberen wetenschappers deze middelen te produceren met kleine organismen, bacteriën. Dit levert verschillende voordelen op, zoals een milieuvriendelijker productieproces of een verbeterde werking. Producten maken met micro-organismen, zoals bacteriën, is niet beperkt tot deodorant en zonnebrand. Sterker nog, het is een groot veld in de wetenschap: synthetische biologie. Het doel van synthetische biologie is om een organisme een nieuwe eigenschap te geven. Denk bijvoorbeeld aan het aanpassen van bacteriën om insuline te produceren, en in het geval van zonnebrand: micro-organismen stoffen laten maken die beschermen tegen UV-licht.

Op biotechnologie.nl bloggen drie Nederlandse teams over hun deelname aan de iGEM competitie van 2022. Lees meer over iGEM.

In ons iGEM-project gaan we met synthetische biologie aan de slag om nanodeeltjes te maken om tumoren te bestrijden. Onze nanodeeltjes bestaan uit losse bolletjes van zilver, met gouden stekels. Deze vorm werkt het best voor een bepaald type kankertherapie: fotothermische therapie. Bij deze therapie binden we nanodeeltjes aan antilichamen die tumoren herkennen in kankerpatiënten. Door op de nanodeeltjes een laser te richten, worden de nanodeeltjes ‘aangeslagen’: ze nemen de energie op uit de laser en hierdoor ontstaat warmte. Doordat de nanodeeltjes specifiek bij tumoren zitten, worden zo de tumorcellen met hitte gedood, terwijl gezonde cellen gespaard blijven.

Het probleem is dat de optimale nanodeeltjes voor fotothermische therapie nog niet gemaakt zijn. Wetenschappers hebben deze stekelvarkentjes wel scheikundig geproduceerd, maar niet van de juiste grootte. Daarom is ons doel de deeltjes te maken met bacteriën. We hebben in literatuuronderzoek meerdere bouwstoffen (eiwitten) gevonden waarmee we mogelijk de stekelige deeltjes gaan bouwen. Deze eiwitten laten we door een bacterie maken, die we testen onder verschillende temperaturen en pH-waarden. Zo willen we een biologische methode creëren om de ideale nanodeeltjes te maken voor deze kankertherapie.

Teamleden Matthijs, Anna en blogger Mirthe overleggen over resultaten uit het lab.
Teamleden Matthijs (links), Anna (midden) en blogger Mirthe (rechts) overleggen over resultaten uit het lab.

Het team waarmee we dit doen bestaat uit veertien studenten. We zijn een erg divers team, met studenten van verschillende studies en verschillende nationaliteiten. Zo hebben we teamgenoten uit Indonesië, Tanzania en Luxemburg, en natuurlijk ook uit Nederland. Tijdens ons onderzoek vullen we elkaar daardoor goed aan en leren we veel. Ook de datumprikker en tikkie kregen de nodige toelichting.

Terwijl de rest van Nederland vakantie viert, werken wij hard door in het lab. Via deze blogs en onze social media houden we jullie op de hoogte van onze iGEM-avonturen. Ideaal als leesvoer voor een zonnige dag op het strand. Dus, stay tuned!

Volg team Leiden ook op:
> igemleiden.nl
> Instagram: @igemleiden
> Facebook, LinkedIn en Twitter: @iGEM Leiden

Blog 2: Wat als alles niet in één keer goed gaat?

Datum: 23-09-2022

De scholen zijn weer begonnen, en overal om me heen zie ik mensen hard aan het werk. Met hun baan, studie, of zoals voor ons team geldt: met een biologiewedstrijd. Wij zijn in de zomervakantie voor de iGEM-competitie bezig geweest met nanodeeltjes maken. Met deze deeltjes willen we een kankertherapie, genaamd fotothermische therapie, verbeteren. Maar nanodeeltjes maken, was zo makkelijk nog niet! In deze blog vertel ik je alles over de problemen die we al zijn tegengekomen en hoe we die hebben opgelost.

Onze tijd in het lab loopt inmiddels langzaam op zijn einde. In oktober moet onze website, inclusief alle resultaten, voor de iGEM-competitie helemaal af zijn. Gelukkig hebben we het grootste deel van onze experimenten afgerond en is het tijd om de data te verwerken. Wat me opviel, is dat iedereen in het team de basisvaardigheden in het lab, zoals steriel werken en het overbrengen van heel kleine hoeveelheden vloeistof (pipetteren), wel onder de knie had. Maar het opzetten van een groot experiment waar veertien mensen tegelijk aan werkten, dat was nieuw en zeker een uitdaging.

Op biotechnologie.nl bloggen drie Nederlandse teams over hun deelname aan de iGEM competitie van 2022. Lees meer over iGEM.

Het klinkt zo simpel: je ontwerpt, maakt, test en leert. En leren deden we. Veel experimenten gingen namelijk niet in één keer goed. En ook niet in twee keer, en vaak ook niet eens in drie keer. We gingen ervan uit dat methodes uit de vakliteratuur voor ons project ook zouden werken en dat we vooral de productie van nanodeeltjes gingen verbeteren. Daar hadden we ons goed in vergist.

We waren begonnen in het lab met een specifieke methode uit de vakliteratuur. Het doel was om stekelige nanodeeltjes van een bepaalde grootte te maken van goud en zilver. We lieten eerst de bacteriën die onze nanodeeltjes moesten gaan maken goed groeien. Daarna deden we er opgeloste zilver (ionen) bij. De eiwitten van de bacteriën zetten dit opgeloste zilver, in drie dagen, om naar heel kleine stukjes vast zilver die samenklonteren tot nanodeeltjes. Vervolgens deden we er goud bij, zodat je uiteindelijk goud-zilveren nanodeeltjes krijgt. En als laatste testten we of we de deeltjes hebben gemaakt die we wilden hebben.

In een korte video van twee minuten leggen we je uit hoe ons project in elkaar zit:

Onze eerste resultaten, die we pas na drie weken konden bekijken, waren niet goed. We zagen heel veel ‘afval’ van de bacteriën, maar geen nanodeeltjes. We hebben het experiment nog eens herhaald met kleine aanpassingen, maar kregen nog altijd geen nanodeeltjes. Uiteindelijk zijn we overgestapt naar een andere methode.

Achteraf gezien hadden we dat beter eerder kunnen doen. Onze nieuwe methode kost een stuk minder tijd en werkt. Uiteindelijk hadden we alleen de eiwitten van de bacteriën nodig en niet de bacteriën zelf. We weten nog niet zeker waarom, maar toen we alleen de eiwitten aan het opgeloste zilver en goud toevoegden, zagen we dat je hierdoor wel nanodeeltjes kreeg. Na veel testen met verschillende technieken en omstandigheden hebben we uiteindelijk de juiste nanodeeltjes gemaakt.

Mislukt en geslaagd nanodeeltje onder de microscoop
Links is een plaatje van ‘afval’ van de bacterie. We weten niet precies wat het is, maar het is in ieder geval geen nanodeeltje. Rechts is een afbeelding van een nanodeeltje. Deze zijn veel donkerder gekleurd en hebben een herkenbare vorm.

Helaas kunnen wetenschappers onze nanodeeltjes nog niet meteen gebruiken voor kankertherapiebehandelingen. Daarvoor moeten we eerst nog veel meer over deze nieuwe deeltjes te weten komen. We moeten bijvoorbeeld testen wat de houdbaarheid (stabiliteit) van de nanodeeltjes is en onderzoeken of de deeltjes zelf niet giftig zijn. In de laatste weken hebben we alvast ‘beginexperimenten’ gestart: deze geven een indicatie. We moeten ze verder uitbreiden om vast te stellen of onze deeltjes geschikt zijn voor kankertherapie.

In alle opzichten is iGEM zeker een leerproces. Als we het project opnieuw zouden doen, zouden we vanaf het begin meerdere methodes testen. Toch ben ik erg trots op ons team. We hebben samen lange dagen op het lab gestaan, tegenslagen verwerkt en successen gevierd. Maar we zijn er nog niet: we gaan door met experimenteren en bouwen ondertussen aan een website met al onze resultaten. Genoeg te doen dus! Het is eigenlijk alsof we samen een grote berg beklimmen, maar de top is wel in zicht.

We zijn al erg ver met ons project, maar op dit moment hebben we nog steun nodig om ons project te financieren. Steun ons onderzoek en doneer via onze crowdfundingspagina .

Volg team Leiden ook op:
> igemleiden.nl
> Instagram: @igemleiden
> Facebook, LinkedIn en Twitter: @iGEM Leiden