De ontwikkeling van nieuwe methoden voor het meten van de epigenetische code in individuele cellen

De identiteit van cellen wordt bepaald door de combinatie van genen die actief zijn. In een levercel zijn andere genen actief dan in een niercel. Ook de ontwikkeling van kanker gaat gepaard met veranderingen in gen-activiteit. Om inzicht te verkrijgen in het ontstaan van gezonde weefsels en pathologieën is een beter begrip van het proces van genregulatie essentieel. Dit proces wordt grotendeels bepaald door een epigenetische code. Deze code bestaat uit combinaties van tientallen verschillende zogenoemde epigenetische modificaties. Er zijn technieken om deze epigenetische code uit te lezen, maar deze methoden zijn vaak gelimiteerd tot het detecteren van 1 modificatie per keer en in populaties van miljoenen cellen. Echter, organen, weefsels en tumoren bestaan uit vele tientallen verschillende celtypen, dus om deze complexe samenstelling bloot te leggen zijn technologieën nodig waarmee epigenetische metingen in individuele cellen kunnen geschieden. Daarnaast is genregulatie een complex proces dat tot stand komt door de activiteit van combinaties van epigenetische factoren. Om dit proces in detail te ontrafelen in complexe biologisch systemen zijn methoden nodig die vele combinaties van epigenetische modificaties in 1 keer uitmeten in individuele cellen. Bovendien is het zeer gewenst om deze metingen te kunnen uitvoeren in weefsels die bestaan uit maar een paar duizend cellen zoals bijvoorbeeld bij een vroege uitzaaiing of biopten voor diagnostische doeleinden.    

Voorgestelde oplossing / doelstelling

Met dit voorstel ontwikkelen we technologieën waarmee veel combinaties van epigenetische modificaties (tenminste 6) uitgelezen kunnen worden in individuele cellen. Bovendien willen we deze metingen combineren met het uitlezen van genactiviteit (zogenaamde transcriptie) en is onze doelstelling om de techniek toegankelijk te maken voor elk laboratorium ongeacht infrastructuur. Ten tweede, maken we deze technologie toepasbaar op weefsels van een paar duizend cellen waardoor het epigenetisch karakteriseren en identificeren van kankercellen a.d.h.v. biopten of bloedsamples binnen handbereik komt.

Onderzoeksvragen

Onze onderzoeksvragen zijn technologisch van aard:

• Kunnen we technologieën ontwikkelen waarmee complexe epigenetische metingen gedaan worden die veel meer informatie opleveren dat dat er op het moment mogelijk is?
• Kunnen we deze technologieën ook zo ontwikkelen dat ze toepasbaar zijn op patiënten materiaal zoals bijvoorbeeld biopten?

Plan van aanpak / onderzoeksopzet

In een samenwerking tussen sCellgen B.V. en het Hubrecht Instituut gaan we een technologie die in het Kind groep is ontwikkeld verder uitwerken door ons te richten op het sterk verhogen van de throughput, het verbeteren van de gevoeligheid en het toegankelijk maken van de methode voor academische en medische doeleinden.

Verwachte uitkomst / relevantie voor de kankerpatiënt

We verwachten dat het ontwikkelen van deze technologieën zullen bijdragen aan nieuwe wetenschappelijk inzichten in genregulatie tijdens embryonale ontwikkeling en de ontwikkeling van kanker. Daarnaast verwachten we dat de gevoeligheid van gecombineerde epigenetische metingen in individuele cellen zal bijdragen aan de ontwikkeling van nieuwe kankerdiagnostiek en screening.

Vervolgstappen / implementatie

In de nabije toekomst zullen we deze technologieën op de markt brengen zodat ze toegankelijk worden voor academische en medische wetenschappers en in de verdere toekomst zullen we de kracht van deze technieken verder ontwikkelen voor kankerdiagnostische en screeningsdoeleinden.