Smeitink stopt spier in de computer

Grote NWO/ZonMw-subsidie voor digitaal model van menselijke energiecentrale
Het Centre for Systems Biology and Bioenergetics (CSBB) van het UMC St Radboud ontvangt 4,5 miljoen euro voor de ontwikkeling van een computerprogramma waarin alle beschikbare kennis over de energievoorziening van het menselijke spierweefsel is verwerkt. Met dit programma zijn aangeboren spierziekten na te bootsen, verstoringen in de energiehuishouding op te sporen en effecten van medicijnen en voeding te bestuderen. Hoogleraar Jan Smeitink, directeur van het CSBB: “Het is een prachtige toepassing van de systeembiologie, een benadering die bijzonder belangrijk is voor de verdere ontwikkeling van de geneeskunde.”

In iedere menselijke cel zitten mitochondrien; kleine energiecentrales, die ervoor zorgen dat de cel zijn werk kan doen. Die energieproductie zit ingewikkeld in elkaar. Foutjes in die energiehuishouding leiden al gauw tot problemen in cellen en organen en veroorzaken zo hele uiteenlopende aandoeningen bij de patient.

Van wetware naar software
“In het Centre for Systems Biology and Bioenergetics werken meer dan 35 onderzoeksgroepen van het UMC St Radboud en de Radboud Universiteit aan een computermodel van die energiehuishouding in de mitochondrien”, zegt Jan Smeitink, hoogleraar Mitochondriele Geneeskunde aan het UMC St Radboud en directeur van het CSBB. “We combineren de kennis van natuurkundigen, chemici, (bio)informatici, biologen, fysiologen, (bio)chemici en artsen, zodat we de ‘natte’ biologische kennis in een ‘droog’ computermodel kunnen vangen. De wetware van de spier gieten we in de software van een computermodel, zodat we kunnen berekenen, analyseren en voorspellen wat er mis is in die energiehuishouding. Het is geen vervanging, maar een verrijking van het huidige medisch-biologische onderzoek.”

Menselijke batterij
Verstoringen van de energiehuishouding spelen een rol bij kanker, spier- en stofwisselingsziekten, neurodegeneratieve ziekten (zoals de ziekte van Parkinson), diabetes, hartfalen en obesitas. Smeitink: “Het is duidelijk dat een goede energiehuishouding ongelooflijk belangrijk is. In het Radboud doen we daar al meer dan dertig jaar onderzoek naar de functie van die energiehuishouding, zowel in ziekte als gezondheid. Bij patienten en gezonde vrijwilligers, maar ook in diermodellen. Nu we de energievoorziening in de spiercel ook in een digitale versie gaan gieten, levert dat ongetwijfeld nieuwe kennis en inzichten op.”

In de digitale versie kun je bijvoorbeeld bekijken wat het effect is van een nieuw medicijn op een spierziekte. Waardoor al op het computerscherm gerichter is bij te sturen in de medicijnontwikkeling. Ook is te berekenen of bepaalde voedingsmiddelen nuttig zijn voor de energiehuishouding van bijvoorbeeld patienten met een metabool syndroom of een mitochondriele ziekte. Smeitink: “De farmaceutische industrie en de voedingsmiddelenindustrie hebben veel belangstelling voor onze aanpak. Er is veel sneller te zien waar kansen liggen op een effectieve aanpak van een breed scala aan ernstige en minder ernstige ziektes. We zijn blij dat we met subsidie van NWO/ZonMw het model van de ‘menselijke batterij’ nu versneld kunnen ontwikkelen.”

Voor meer info over het CSBB: http://www.csb-bioenergetics.nl/

Over dit onderwerp vindt binnenkort in Nijmegen ook een symposium plaats: New Frontiers in Bioenergetics. Meer info op: http://www.ncmls.nl/

Jan de Leeuw