Tom Dendooven, genomineerde Vlaamse Scriptieprijs 2016

Op 20 december maken we in Brussel bekend wie de Vlaamse Scriptieprijs wint. In aanloop naar de uitreiking laten we de genomineerden zich even voorstellen. Vandaag: Tom Dendooven.

Tom Dendooven (Master in de BIo-ingenieurswetenschappen: Cel- en gentechnologie - KU Leuven)

Scriptie "Dip, a novel and inspiring bacteriophage-based mechanism for transcript protection in the host cell."

Toen ik voor de eerste keer de ESRF-synchrotron in Grenoble binnenwandelde, leek ik in een sciencefictionfilm te zijn beland.

De scriptie
Multidrug resistente superbacteriën halen vandaag de dag elke week de internationale pers. In september 2016 werd door prominente wetenschappers voorspeld dat tegen 2050 jaarlijks evenveel mensen zullen sterven aan bacteriële infecties als aan kanker. Door jarenlang ongebreideld gebruik van antibiotica, zonder naar nieuwe antibiotica te zoeken, hebben we bacteriën gedwongen om resistentiemechanismen te ontwikkelen tegen deze geneesmiddelen, waardoor ze evolueren naar gevaarlijke superbacteriën. Zeker in ziekenhuizen worden veel antibiotica gebruikt, ook preventief, waardoor ziekenhuisbacteriën, zoals de uiterst gevaarlijke Pseudomonas aeruginosa bacterie, evolueerden tot superbacteriën. Vooral patiënten met brandwonden of met een verzwakt immuunsysteem, zoals mensen met aids of de taaislijmziekte (mucovisidose), zijn gevoelig aan P. aeruginosa infecties, vaak met fatale gevolgen.

In dit eindwerk is Tom Dendooven in de leer gegaan bij de natuurlijke vijand van deze superbacterie, een bacteriofaag of bacterie-eter (Laboratorium voor Gentechnologie, KULeuven). Deze kleine virussen herkennen enkel bacteriële cellen en zijn dus volledig onschadelijk voor de mens. Bovendien hebben ze gedurende miljoenen jaren hun aanvalsstrategieën geperfectioneerd om bacteriën zo efficiënt mogelijk te vernietigen. Zo blijkt dit virus een uniek eiwit te produceren dat in staat is het controlecentrum van de ziekenhuisbacterie uit te schakelen. Deze virale strategie werd via heel wat experimenten in het laboratorium en via wiskundige analyses tot op sub-nanometer resolutie ontrafelt. Dit laat toe om het mechanisme in de toekomst te reproduceren in de vorm van nieuwe ‘small molecule’ antibiotica. Een dergelijk geneesmiddel zou een volledig nieuwe antibacteriële piste vormen, en het is juist dat waar wetenschappers naar op zoek zijn in de strijd tegen superbacteriën. Na verder onderzoek werd de hypothese gesteld dat dit eiwit zichzelf kan camoufleren door de structuur van een helix te imiteren, om zo het controlecentrum te misleiden. De resultaten uit Tom zijn thesis en de bijhorende publicaties hebben geleid tot het begrip van een volledig nieuw virus-gebaseerd antibacterieel mechanisme, dat hopelijk nieuwe mogelijkheden biedt in de strijd tegen deze gevaarlijke ziekenhuisbacterie.

Lees meer "De ziekenhuisbacterie gehackt"

Scriptie schrijven
"Ik vermoed dat ik niet de eerste ben die zegt dat het schrijven van een thesis soms ongelooflijk frustrerend kan zijn. Voor mij was het schrijven echter niet het meest uitdagende deel van de thesis, wel het onderzoek en het genereren en verwerken van data om over te schrijven. Het type onderzoek vormde immers een grote uitdaging omdat er een aantal facetten aan bod kwamen die voorheen in mijn opleiding nog niet behandeld waren. Maar deze flexibiliteit binnen de opleiding Bio-ingenieur Cel- en Gentechnologie is ook juist de sterkte ervan. Binnen enkele maanden kon ik me verdiepen in de wiskunde en fysica die nodig was om de kristalstructuren van eiwitten te ontrafelen. Gelukkig wist ik vooraf waar ik aan toe zou zijn bij het uitstippelen van mijn thesisonderzoek. Achteraf gezien was het meest stressvolle moment wellicht de 5 minuten vlak voor mijn thesis verdediging. Aangezien ik, op basis van mijn onderzoek, een nogal gewaagde hypothese had gesteld, wist ik immers niet zeker of deze wel in de smaak zou vallen bij de jury. Gelukkig is alles goed afgelopen.

Verder was de wetenschappelijke vrijheid en steun die ik kreeg vanwege mijn promotor, Prof. Rob Lavigne, zeer belangrijk. Zo kon ik meerdere malen mijn horizonten verruimen tijdens mijn thesisjaar, bijvoorbeeld dankzij de nauwe samenwerking met een onderzoeksgroep van de University of Cambridge, UK (Prof. Ben Franklin Luisi en Dr. Steven Hardwick, ‘Lab for Crystallographic and functional studies of regulatory assemblies and molecular machines’). Wanneer ik voor de eerste keer de ESRF synchrotron in Grenoble, Frankrijk, binnen wandelde voor een experiment bijvoorbeeld (een synchrotron of deeltjesversneller is een zeer grote ring waarin electronen versneld worden tot fenomenale snelheden) leek ik in een science‑fiction film terecht gekomen te zijn. Ongelooflijk welke ‘high-tech’ apparatuur ze daar staan hebben. Daarnaast mochten we in februari 2016 onze resultaten presenteren op de ‘New Bacteriology conference’ van de ‘Royal society’ in Londen, waar ik de eer heb gehad om een aantal zeer grote namen en Nobelprijs Laureaten uit deze tak van de wetenschap de hand te schudden."

Leven na de scriptie
"Tijdens mijn thesis jaar heb ik een aanvraag ingediend om een doctoraat te starten in het ‘Department of Biochemistry’ van de University of Cambridge en werd mijn onderzoek reeds gepubliceerd in gerenommeerde wetenschappelijke tijdschriften (eLife en RNA biology). Ondertussen ben ik dit doctoraat gestart, en woon ik dus in Cambridge, om een aantal van mijn hypothesen verder te bewijzen. Ik doe dus nog steeds actief onderzoek naar het merkwaardige virus-gecodeerde eiwit dat deze ziekenhuisbacterie ‘hackt’ evenals naar het bacterieel controlecentrum dat hier het slachtoffer van is. Het is fantastisch en zeer motiverend om te ondervinden hoe zo’n fundamenteel gericht onderzoek op termijn het potentieel heeft om een positieve impact te hebben op onze maatschappij."