israelnieuws israelnieuws
 
  • Joop Soesan

Onderzoek Universiteit van Tel Aviv: Ziekten kunnen in de ruimte worden gediagnosticeerd


Internationale ruimtestation. Screenshot YouTube


De Universiteit van Tel Aviv heeft onlangs een uniek experiment uitgevoerd in het internationale ruimtestation ISS om genetische diagnose te testen onder microzwaartekracht met behulp van het CRISPR-systeem. In het kader van het experiment bewezen de onderzoekers dat de CRISPR-Cas kan worden gebruikt om virussen en bacteriën die bemanningsleden infecteren tijdens ruimtemissies nauwkeurig en betrouwbaar te identificeren.


De studie werd geleid door Dr. Dudu Burstein van de Shmunis School of Biomedicine and Cancer Research, Tel Aviv University en Dr. Gur Pines van het Volcani Institute. Het experiment werd in de ruimte uitgevoerd door astronaut Eytan Stibbe als onderdeel van de "Rakia"-missie die in april naar de ruimte werd gelanceerd, onder leiding van de Ramon Foundation en de Israel Space Agency.


CRISPR-systemen zijn het immuunsysteem van bacteriën tegen virussen. Bacteriën gebruiken de CRISPR-Cas-systemen als een soort moleculaire "zoekmachine" om virale sequenties te lokaliseren en te splitsen om virussen uit te schakelen.


Twee wetenschappers die dit geavanceerde verdedigingsmechanisme bestudeerden, prof. Emmanuelle Charpentier en prof. Jennifer Doudna, slaagden erin het om te leiden om kabouterbewerkingen uit te voeren op verschillende organismen, waaronder het DNA van menselijke cellen. Doudna en Charpentier kregen internationale erkenning toen ze in 2020 de Nobelprijs voor Scheikunde kregen.


Dr. Burstein is een voormalig lid van de Doudna – hij bracht een aantal jaren door in haar laboratorium als postdoctoraal medewerker en leerde over CRISPR-Cas van een van de grootste autoriteiten in het veld. Het CRISPR-systeem is recentelijk gebruikt om verschillende organismen met uiterste precisie te identificeren op basis van herkenning van specifieke DNA-sequenties.


Als onderdeel van hun wetenschappelijke visie veronderstelden de onderzoekers dat genetische diagnostiek met behulp van deze methode, die minimale en gemakkelijk te bedienen apparatuur vereist, geschikt zou kunnen zijn voor lange ruimtemissies, bijvoorbeeld in het internationale ruimtestation, of voor toekomstige missies om de maan te verkennen en Mars.


Dr. Burstein legt uit: "De omstandigheden in de ruimte zijn buitengewoon problematisch en de behandelmethoden zijn beperkt, dus het is essentieel om pathogenen snel, betrouwbaar en eenvoudig te identificeren. Tests zoals PCR, waar we nu allemaal bekend mee zijn, vereisen getrainde personeel en relatief complexe apparatuur. In het internationale ruimtestation hebben we een op CRISPR gebaseerde detectiemethode getest die is ontwikkeld door Dr. Janice Chen en collega's in het Doudna-lab. Eerst wordt het DNA geamplificeerd: elk gericht DNA-molecuul wordt herhaaldelijk vele malen gedupliceerd, en dan komt de CRISPR-Cas in actie: als het het doel-DNA identificeert, activeert het een fluorescerende moleculaire marker i. De fluorescentie laat ons weten of de bacteriën of virussen van belang inderdaad in het monster aanwezig zijn. Dit hele proces kan worden uitgevoerd in een kleine reageerbuis, zodat het goed kan voldoen aan de behoeften van de astronauten.".


Dr. Burstein beschrijft het proces van het voorbereiden van het experiment voor de ruimte: "Doctoraatsstudent Dan Alon en Dr. Karin Mittelman planden het experiment tot in detail en voerden het talloze keren uit in het laboratorium onder verschillende omstandigheden. Nadat ze het gewenste resultaat hadden bereikt, maakten ze een kit klaar, inclusief het CRISPR-Cas-systeem en de andere componenten die nodig zijn voor detectie. Uiteindelijk werd deze kit samen met Eytan Stibbe naar het internationale ruimtestation ISS gelanceerd."


De resultaten van de experimenten van Stibbe waren zeer succesvol en de onderzoekers bewezen dat het inderdaad mogelijk is om nauwkeurige en gevoelige op CRISPR gebaseerde diagnoses uit te voeren, zelfs in een omgeving met vrijwel geen zwaartekracht. Dr. Burstein concludeert: "Dit is de eerste stap op weg naar een eenvoudige en snelle diagnose van ziekten en pathogenen, zelfs tijdens ruimtemissies. Er is nog werk te doen aan de volgende fasen: eenvoudige extractie van DNA uit monsters, waardoor het systeem efficiënter wordt, zodat het een verscheidenheid aan organismen in één reageerbuis kan testen en complexere monsters kan diagnosticeren. Het was inspirerend om onze testkit in Eytan's handen in het ruimtestation te zien, en we zijn nog enthousiaster over de mogelijkheid dat dergelijke kits toekomstige astronauten zullen helpen bij hun buitenaardse missies."






































































53 weergaven0 opmerkingen

Recente blogposts

Alles weergeven
 
israelnieuws