Met deze methode, die de naam ADOPE (Advanced Detection of Performance Enhancement) draagt, kan in de toekomst het misbruik van gentherapie in de sport worden tegengegaan. De studenten van het Delftse iGEM-team willen met dit project het belang van veilig gebruik van synthetische biologie onderstrepen. Ze presenteerden hun idee afgelopen week in Boston tijdens de International Genetically Engineered Machine (iGEM) wedstrijd en sleepten prijzen in de wacht voor hun nieuwe toepassing en product ontwerp.
Doelgericht DNA aflezen
De Delftse studenten hebben zelf een nieuw eiwit ontwikkeld dat in staat is om gendoping-DNA op te sporen in bloed en vervolgens een soort streepjescode aan dat DNA kan toevoegen. Deze toegevoegde streepjescode is specifiek voor de atleet en zorgt ervoor dat alleen het opgespoorde gendoping-DNA afgelezen kan worden met bestaande nanopore technologie. Het eiwit dat de Delftse studenten hiervoor hebben gemaakt is een fusie van twee bestaande eiwitten. “Eén van de eiwitten die we gebruiken maakt deel uit van de CRISPR-Cas-familie, een familie eiwitten die kunnen knippen en plakken met DNA. Dit zogenaamde dxCas9-eiwit programmeren wij zo dat het op zoek gaat naar het gendoping-DNA. Het andere eiwit voegt de streepjescode toe waarna het kan worden afgelezen met zogenaamde nanopores, dat zijn hele kleine gaatjes waar DNA doorheen getrokken kan worden. Dit levert een elektrisch signaal op dat specifiek is voor het doping-DNA en op een computerscherm afgelezen kan worden.” aldus Lisa Büller, team manager van het Delftse team.
Prijzen
De competitie kent prijzen in verschillende categorieën. Het Delftse team won prijzen voor de beste nieuwe toepassing en beste product ontwerp. Naast deze prijzen werd het team genomineerd voor maar liefst zes andere prijzen, waaronder beste educatie, beste geïntegreerde human practices en beste ondernemerschap.
Voor deze prijzen hebben de studenten met veel experts van over de hele wereld gesproken en hun feedback geïntegreerd in hun ontwerp. Zo hebben ze een gendoping expert discussie in Schotland georganiseerd, alsmede bioethiek workshops in China, en treindebatten over synthetische biologie door heel Nederland. Ook bedachten ze een Virtual Reality laboratorium voor beter veiligheidsonderwijs op laboratoria.
Privacy
De testmethode die het Delftse team ontwikkeld heeft is snel, goedkoop en nauwkeurig in het detecteren van gendoping in het bloed van atleten. De methode houdt bovendien rekening met de genetische privacy van atleten. “De recentelijke hacks van medische gegevens van sporters in ogenschouw nemende, vinden wij het extra belangrijk om te kunnen testen op gendoping zonder daarbij informatie te verkrijgen die niet direct noodzakelijk is voor deze uitslag. Dat is dan ook precies wat wij in ons lab doen.” zegt Büller.
Hacken
De studenten vinden het daarnaast belangrijk dat gendopingdetectie op ontwikkelingen in gendoping vooruit loopt. Ze werken daarom onder andere samen met doping experts van de Universiteit van Stirling in Schotland. Ook hebben de TU Delft studenten cyber security-experts uitgedaagd om hun detectiemethode op de computer te omzeilen door het ontwerp van nieuw gendoping-DNA. Het team heeft software gemaakt die gendoping-DNA effectief kan onderscheiden van enig ander DNA. “Onze software was zelfs de cyber security experts te slim af. Het is een zelflerend systeem; het algoritme leert van elk stukje gendoping-DNA dat het tegenkomt. Zo kan het op nieuwe ontwikkelingen inspelen. Dat maakt de test aantrekkelijk voor de anti-doping authoriteiten.” aldus Büller.
“ADOPE is een intrigerend en bewonderingswaardig project.” – Olivier de Hon, Nederlandse Doping Authoriteit
Proof of concept
Ook al hebben de studenten in het lab bewezen dat hun methode werkt, een product is er nog niet. "Het is een proof of concept, dus er moet nog veel geoptimaliseerd worden. “Ons fusie-eiwit wordt nauw gevolgd door verschillende instituten", zegt Büller. “Zo hebben de Nederlandse Doping Autoriteit, de bloedbank Sanquin en het instituut voor voedselveiligheid RIKILT van Wageningen University & Research al interesse getoond.” De studenten hebben er vertrouwen in dat hun idee verder zal worden ontwikkeld. Naast dat de beoogde test gendoping kan aanpakken zou het ook grote invloed kunnen hebben op het gebied van virusdetectie, opsporing van genetische afwijkingen en voedselveiligheid