In de afgelopen maand stond mijn iGEM-team in het laboratorium om te experimenteren met verschillende delen van onze testkit. Met succes! Onze resultaten laten zien dat onze testkit veelbelovend is. Uiteraard moet er nog wat werk verricht worden aan onze kit voor deze klaar is allerlei verschillende infectieziektes te testen. Hoe de kit dat doet? Dat leg ik uit in onze blog.

Nadat we solliciteerden voor het iGEM-team en we elkaar in januari voor het eerst ontmoetten, stond onze eerste grote klus op ons te wachten: het verzinnen van een iGEM-project. Een teamgenoot had een systeem aan reacties bedacht dat in een korte tijd DNA kan detecteren. Voor zo’n systeem kun je een heleboel toepassingen bedenken. Wij besloten onze inspiratie te halen uit de COVID-19 pandemie en het in te zetten als sneltest voor infectieziekten.

Omdat we al van tevoren wisten dat we niet konden opboksen tegen de grote bedrijven en onderzoeksinstanties die nu de strijd aangaan met COVID-19, besloten we een andere weg te nemen. Tenslotte weten we vrij zeker dat er vroeg of laat nog een ziekte uitbreekt. Onze testkit Rapidemic is erg waardevol voor een toekomstige uitbraak, na COVID-19, omdat de uitslag snel binnen is en de kit in grote hoeveelheden van tevoren opgeslagen kan worden.

Op biotechnologie.nl bloggen vijf Nederlandse teams over hun deelname aan de iGEM competitie. Lees hier meer

Zoals ik in een eerdere blog beschreef, is onze test geschikt voor allerlei infectieziekten. Dit komt omdat onze kit bestaat uit twee delen: een standaard deel en een modulair deel. Het standaard deel is hetzelfde voor alle kits en kan dus al van tevoren geproduceerd, gedistribueerd en opgeslagen worden, wat handig is voor een snelle respons bij een nieuwe uitbraak. Het modulaire deel maakt de kit specifiek voor het virus dat je wil opsporen en kan later worden toegevoegd. Het bestaat uit een primer: een klein stukje DNA dat specifiek en uniek is voor de genetische code, ofwel het DNA, van bijvoorbeeld een virus.

De GGD gebruikt op dit moment ook zo’n primer bij het uitvoeren van coronatests, voor zogenaamde PCR-reacties. Die primer is dan specifiek voor het virus dat COVID-19 veroorzaakt. Primers zijn makkelijk en goedkoop in grote aantallen te bestellen. Wanneer de specifieke primer wordt toegevoegd aan de kit, is deze klaar voor gebruik.

Om het verhaal duidelijker te maken, probeer ik de situatie te schetsen waarin Rapidemic van pas komt bij een nieuwe uitbraak. Stel je voor, een nieuw virus breekt uit, zoals in het geval van COVID-19 gebeurde. Al meteen wordt het virus onderzocht en haar DNA-sequentie wordt vastgelegd, ofwel de genetische code. Zodra dit bekend is, kan er een specifieke primer ontworpen worden die uniek is voor het DNA van het virus en hier precies op past. Voordat het virus uitbrak, ligt het standaarddeel van onze testkit al opgeslagen in grote aantallen. Zodra de primers gemaakt zijn, worden ze toegevoegd aan de kits en kan het testen beginnen.

Het systeem bestaat uit drie verschillende reacties, die al eerder beschreven zijn in de wetenschappelijke literatuur en op zich zelf gebruikt zijn. Het koppelen van deze reacties tot één systeem is waar we onze unieke draai aan geven in dit project. De eerste stap bestaat uit extractie, waarbij het sample genomen wordt (bijvoorbeeld een speekselmonster). Het virus wordt gedood en in stukjes gebroken, waardoor het DNA van het virus vrijkomt. Dit DNA is dan beschikbaar voor de volgende stap, namelijk amplificatie van het DNA, ofwel vermeerdering.

In deze tweede reactie wordt de kleine hoeveelheid DNA van het virus gekopieerd, zodat er heel veel van is. Dit is belangrijk voor de laatste stap, waar we een stofje hebben dat gevoelig is voor dat DNA. Is het aanwezig? Dan zal het stofje een andere kleur krijgen, wat te zien is met het blote oog. Je kan dit vergelijken met een zwangerschapstest. Wanneer je dus een speekselmonster zonder virussen in de kit zou stoppen, is er dus ook geen DNA van het virus aanwezig, waardoor er geen vermeerdering van het DNA plaatsvindt. De kleur zal niet omslaan en de test is negatief.

In augustus hebben wij met een deel van de reacties kunnen experimenteren in het laboratorium, wat veelbelovende resultaten gaf. Ons volgende doel is het verder onderzoeken, uitproberen en optimaliseren van ons systeem. Daarnaast willen wij graag het eerste prototype van onze testkit ontwikkelen. Om een stuk van je project na maanden werk in een fysieke vorm in handen te krijgen, lijkt me erg speciaal en spannend. Om dit voor elkaar te krijgen hebben wij een crowdfunding opgezet, iets dat ook hoort bij de iGEM-competitie.

De Giant Jamboree in november komt steeds dichterbij, dus zijn we druk bezig. We willen onze doelen verwezenlijken en deze testkit een realiteit maken.