29 november 2019

Vier PhD-projecten gehonoreerd op gebied van One Health

Bètafaculteit gaat deelnemen aan het NCOH-programma

De faculteit Bètawetenschappen heeft vier PhD-projecten gehonoreerd om deel te nemen in het Netherlands Centre for One Health (NCOH). De Universiteit Utrecht was al partner in dit innovatienetwerk op het gebied van One Health, maar het is voor het eerst dat bètawetenschappers nu ook onderzoekslijnen starten in dit programma.

Het Netherlands Centre for One Health (NCOH) brengt academische onderzoeksinstituten in Nederland bijeen die actief zijn in One Health-onderzoek, en brengt deze samen met andere toonaangevende partijen. In een open innovatienetwerk werken ze gezamenlijk aan het vinden van antwoorden voor wereldwijde One Health-vraagstukken, zoals de aanpak van infectieziekten. De Universiteit Utrecht is een van de partners in dit onderzoeksverband, waarin tot nu toe vooral wetenschappers van Diergeneeskunde en het UMC Utrecht betrokken waren.

“De afgelopen jaren is er hard gewerkt aan het uitbouwen van een onderzoeksagenda. Dit heeft er toe geleid dat door de participerende instellingen PhD-projecten in bredere consortia zijn uitgezet. Op dit moment zijn er meer dan zestig PhD-studenten die in bredere consortia samenwerken”, vertelt Dick Heederik, voorzitter van de executive committee van de NCOH. “Aansluiting van Bèta in het NCOH-programma wordt als een belangrijke stap vooruit gezien. Vanuit Bèta worden op meerdere terreinen potentiële bijdrages gezien aan het NCOH-programma met een goede mix van fundamenteel en toegepast onderzoek. Ook ondersteunt het de bijdrages vanuit het UMCU en Diergeneeskunde en versterkt het niet alleen de One Health community van de NCOH, maar ook die op de campus.”

Lees hieronder meer over de vier nieuwe PhD-projecten.

Nieuwe antischimmelmiddelen

Een van de projecten, onder leiding van Hans de Cock en Seino Jongkees, richt zicht op de ontwikkeling van nieuwe antischimmelmiddelen. Aspergillose is een longgeassocieerde Aspergillus fumigatus-infectie, die bij mensen met cystic fribrosis tot chronische infectie kan leiden met een verminderde ademhalingsfunctie tot gevolg. De resistentie van Aspergillus fumigatus-stammen tegen schimmelwerende middelen neemt toe en boven zijn er weinig antischimmelmiddelen beschikbaar. In honden is al aangetoond dat de schimmel zich aanpast door mutaties en er zijn aanwijzingen dat dat ook bij menselijke patiënten gebeurt. “Om patiënten in de toekomst effectief te kunnen behandelen, moeten we de aanpassing van Aspergillus fumigatus in de luchtwegen van CF-patiënten begrijpen en nieuwe antischimmelmiddelen ontwikkelen.”

Virusdetectie-instrument

Veel One Health-onderzoek is afhankelijk van de nauwkeurige en gevoelige detectie van microben en virussen in environmental sequencing datasets (metagenomen). Het identificeren van virale sequenties in metagenomen is als het zoeken naar een naald-in-een-hooiberg omdat hun sequenties niet herkend kunnen worden met de gebruikelijke homologie-gebaseerde zoekinstrumenten. In dit PhD-project onder leiding van Bas E. Dutilh, Ronnie de Jonge en Marion Koopmans, worden innovatieve machine learning en statistische benaderingen geïntegreerd in een gevoelig virusdetectie-instrument. “We zullen het instrument toepassen op belangrijke plantaardige, menselijke en andere NCOH-datasets. Onze nieuwe computationele tools voor virusidentificatie – in onder andere gezonde en zieke mensen, landbouwhuisdieren en wilde dieren – leiden tot een beter begrip van de rol van virussen in menselijke, planten-, dieren- en milieusystemen.”

Antivirale strategieën

Het huidige tempo van de ontwikkeling en goedkeuring van menselijke vaccins of therapeutische antilichamen is te laag om nieuwe virusziekten te bestrijden, zoals te zien tijdens de recente uitbraken van het ebolavirus. Om beter voorbereid te zijn op een pandemie zijn dringend preventieve antivirale strategieën nodig met een brede werking om toekomstige nieuwe zoönotische virussen te bestrijden. In dit PhD-project, onder leiding van Sabrina Oliveira, Xander de Haan en Paul van Bergen en Henegouwen, wordt de bestaande consortiumstrategie aangevuld met aanvullende expertise op het gebied van single domain antilichaam (nanobody) technologie. "In dit project zullen nieuwe nanobodies worden gegenereerd die zich binden aan geconserveerde epitopen op virale eiwitten van corona- en influenzavirussen. Na een grondige karakterisering van hun bindingskarakteristieken zullen deze nanobodies vervolgens onderzocht worden voor toepassing in de diagnose, bescherming en behandeling van virale infecties van zowel mens als dier."

Nieuwe antibiotica

De dramatische toename van resistente bacteriën vraagt dringend om de ontwikkeling van nieuwe antibiotica die nieuwe routes aanboren. Dit PhD-project, onder leiding van Markus Weingarth, Eefjan Breukink en Tom Wennekes, richt zich op een schimmelpeptide genaamd plectasin. Plectasin vertoont een hoge activiteit tegen resistente bacteriën en behoudt zijn activiteit in knaagdiermodellen. Toch verklaren de beschikbare gegevens niet waarom de beruchte MRSA-bacterie resistent is tegen plectasin, terwijl sommige plectasinanalogen een hoge activiteit vertonen. “Door gebruik te maken van de modernste NMR-methoden op basis van solid-state NMR-methoden in lipidememembranen en andere biofysische methoden, hebben we onlangs een grote en overtuigende reeks gegevens verzameld. Op basis van onze nieuwe inzichten en methodologische voorsprong stellen we twee onderling samenhangende programma's voor die tot doel hebben een fundamenteel structureel inzicht te verwerven in de MRSA-weerstand tegen plectasin en de MRSA-weerstand te doorbreken en nog krachtigere plectasin-analogen te ontwerpen.”