Jubilerend HAN BioCentre toont de kracht van de combinatie

In 2006 ging het BioCentre van start met Guido Matthee als eerste directeur aan het roer. “Toen ik nog docent was, zag ik dat studenten die van stage terugkwamen ineens enthousiast werden en meer interesse toonden in hun vak. Dat bracht mij op het idee om de praktijk veel eerder in de studie te introduceren”, vertelt hij. “Dat had ik in het achterhoofd toen lector Christien Lokman me benaderde met de vraag om voor de nieuwe masteropleiding Molecular Life Sciences een laboratorium te bouwen waar we onderzoek konden uitvoeren voor het bedrijfsleven in de regio. Dankzij een subsidie uit het Europees Fonds voor Regionale Ontwikkeling (EFRO) waren we in staat om dat te realiseren.”

“We begonnen met z’n vieren”, zegt Christien Lokman: “Één technicus, één wetenschapper op het gebied van fermentatietechnologie, één directeur en ik als lector Moleculaire Biologie. De eerste horde die we moesten nemen, was bedrijven te interesseren in onze expertise. Dat bleek nog best lastig. Vaak was de reactie: ‘dat hebben we al zelf in huis’. Door de jaren heen is dat veranderd. Bedrijven weten wat we voor hen kunnen betekenen en welke faciliteiten we kunnen delen. Ze komen bovendien zelf moeilijk aan deskundig personeel en de snelheid van innovaties ligt zo hoog dat ondersteuning vanuit HAN BioCentre welkom is.”

Samenwerking

Van een bescheiden fermentatielab is het biocentre inmiddels uitgegroeid tot een volwaardig centrum voor onderzoek waarin drie vakgebieden samenwerken: Bio-informatica (associate lector Christof Francke), Drug discovery (lector Pedro Hermkens) en Biobased Innovations (voorheen Biodiscovery, associate lector Richèle Wind).

Harmen Neidig, directeur van de Academie Toegepaste Biowetenschappen en Chemie van de HAN, somt een aantal van de huidige activiteiten op waaruit de verscheidenheid van het huidige HAN BioCentre blijkt: “Onderzoek op het gebied van enzymen en microbiële componenten, heterologe proteïne productie, microbiële productie van olie, sleuteltechnologieën op het gebied van data en natuurlijk het ontdekken van geneesmiddelen. Het expertisecentrum draait goed en groeit.”

In het lab werken inmiddels 16 mensen, inclusief ondersteunend personeel en docent-onderzoekers. Samen met studenten werken ze aan praktijkgericht onderzoek voor bedrijven, op het gebied van de toegepaste biowetenschappen en chemie.

Multidisciplinair

De kracht van HAN BioCentre ligt vooral in de combinatie van meerdere expertises, stelt Richèle Wind, naast associate lector ook coördinator van het Centre of Expertise. “Onze basis is nog steeds dat we sterk zijn in biotechnologie, in fermentatie. Biomedicine en datascience zijn daarbij gekomen, waardoor we we steeds multidisciplinairder zijn geworden. Een groeiende ontwikkeling is het werken met schimmels voor alternatieve eiwitproductie. Ook richten we ons op advanced screening systems. En we hebben nu een expert aan boord in het werken met kunstmatig gekweekte mini-organen, organoids.”

Gezamenlijk onderzoek met het bedrijfsleven blijft daarbij belangrijk. Wind: “Onze minorstudenten werken samen met bedrijven in diverse gesubsidieerde SIA-Raak projecten. Derdejaars studenten zijn betrokken bij contractonderzoek. En we willen de band met bedrijven in onze onderzoeksprogramma’s nog verder aanhalen, zodat we ook in de toekomst kunnen blijven rekenen op elkaar. Daar hebben zowel de bedrijven als de studenten baat bij.”

Dat is ook de reden om nu te werken aan de vorming van hybride leeromgevingen: locaties tussen school en bedrijf in, waar studenten kunnen leren en kennismaken met nieuwe ontwikkelingen. Een van die vestigingen is pas geopend op Pivot Park in Oss, op het gebied van drug discovery. Ook zijn er plannen voor vestiging in het Connectr-gebouw op het Arnhemse Industriepark Kleefse Waard en op de Noviotech Campus in Nijmegen, op het gebied van biobased onderzoek en data science.

Industriële biotechnologie

Jan Wery, CTO van Photanol, heeft al jarenlang ervaring met de samenwerking met HAN BioCentre op het gebied van industriële biotechnologie. Ook in zijn vorige functie als technisch leider Biobased Innovations bij Corbion. Hij belichtte in zijn keynote speech de voordelen van industriële biotechnologie voor de productie van chemicaliën tegenover de meer traditionele chemische katalyse.

“Een groot voordeel van biotechnologische processen is dat deze vaak onder milde condities plaatsvinden”, zegt hij. “Het energieverbruik is relatief laag en de opbrengsten kunnen hoog zijn mede doordat er weinig ongewenste bijproducten ontstaan. De feedstock of het substraat hoeft niet extreem zuiver te zijn voor een efficiënte en selectieve conversie naar product. Ook is het met bioproductie eenvoudiger om complexe moleculen te produceren dan via de chemokatalytische routes.”

Bij Corbion werkte Wery aan de productie van FDCA uit suiker. FDCA is een ‘biobased building block’ voor de productie van PEF (een biobased vervanger van het fossiele PET). Bij Photanol ligt de focus op de productie van circulaire chemicaliën uit CO₂ met behulp van cyanobacteriën en zonlicht. Via moderne moleculaire biologie en metabolic engineering zijn deze organismen zo aan te passen dat ze de CO₂ en opgewekte energie niet geheel in groei omzetten, maar naar de gewenste chemicaliën. Zo is het mogelijk om bijvoorbeeld melkzuur, een ingrediënt voor het bioplastic PLA, rechtstreeks uit CO₂ te produceren en niet uit suiker, zoals nu gebeurt. Daarmee kan de hele teelt, oogst en verwerking van suikerbieten of suikerriet naar suiker voor de productie van melkzuur worden overgeslagen. Deze productiemethode gebruikt dus geen landbouwgrond of voedselgewassen en veel minder water en is daardoor zeer duurzaam.

“De conclusie is dat industriële biotechnologie grote kansen biedt om goedkope feedstocks om te zetten naar producten met hoge toegevoegde waarde, zonder dat daar fossiele grondstoffen aan te pas komen. Belangrijk is wel dat je in een vroegtijdig stadium partnerschappen sluit om hindernissen in de waardeketen te kunnen overwinnen”, meldt Wery.

Genezende planten

Net als in de chemische industrie, zijn er ook in de medische wereld volop kansen voor natuurlijke stoffen. Renger Witkamp, hoogleraar Voeding en Farmacologie aan Wageningen University & Research brak een lans daarvoor in zijn keynote speech. Veel van de meestgebruikte geneesmiddelen ter wereld vinden hun oorsprong in planten, denk aan opium uit papavers, atropine uit de wolfskers, acetylsalicylzuur (Aspirine) uit wilgenbast, of metformine uit de Galega of Geitenruit.

Tegenwoordig moet de plantengeneeskunde echter concurreren met chemische synthese. “De moderne farmaceutische industrie is in staat om razendsnel zeer veel verschillen stoffen te synthetiseren en een enorme bibliotheek aan te leggen met chemische verbindingen. Door middel van ‘high throughput screening’ met behulp van computermodellen is te voorspellen of deze bioactieve eigenschappen hebben. Daarop volgt een selectieproces waarbij de werking in vitro wordt getest. Maar de werking in een menselijk lichaam is nog iets anders dan de werking in een reageerbuis. Het komt erop neer dat dit een eenvoudig hit&miss systeem is, waarmee uiteindelijk maar weinig stoffen de markt bereiken.”

De kans dat moleculen uit planten een bioactieve werking hebben is veel groter volgens Witkamp. “Ze zijn geëvolueerd in een wisselwerking met de mens en andere levensvormen. Deze stoffen passen in biologische systemen en wij zijn in staat ze te metaboliseren. Daarom zijn en blijven ze interessant voor farmacologie, voeding en fysiologie. Alleen zouden we in plaats van high throughput moeten kijken naar high content screening, met systemen op biologische basis, die recht doen aan natuurlijke stoffen. Denk aan het onderzoek met c.elegans wormpjes zoals dat in HAN BioCentre wordt uitgevoerd, gecombineerd met kunstmatige intelligentie (AI).”

Een multidisciplinaire aanpak is dus nodig. “Maar het is wel een race tegen de klok. We hebben te maken met ontbossing en klimaatverandering. De traditionele kennis over de geneeskundige werking van planten verdwijnt snel en onze biodiversiteit loopt in hoog tempo terug. Het wordt steeds minder waarschijnlijk om nieuwe enkelvoudige stoffen uit planten te ontdekken. Het laaghangend fruit is al geplukt.”

Parallelsessies

Om de activiteiten van HAN BioCentre in detail en close-up te kunnen behandelen, waren er in de middag maar liefst negen presentaties gepland in drie parallelsessies:

Fantastic fungi:

Han Wösten van de Universiteit Utrecht over groei en ontwikkelingsprocessen in schimmels;
Carlien Verberne van HAN BioCentre over eiwitproductie in Aspergillus;
Dennis Lamers van HAN BioCentre over microbiële olieproductie in gist.

Fabulous Phytochemicals:

Maaike Smelt van het Kenniscentrum Biobased Economy, Hanzehogeschool Groningen over de gezondsheidskansen van tulpenpigmenten;
Rob van der Heijden van Bruker Nederland over de screening en analyse van fytofarmeutica;
Karin Struijs en Pedro Hermkens van HAN BioCentre over toepassingen van fytochemicaliën.

Innovation driven by sequence data:

Marc van Bemmel van ORVION BV over DNA-analyse bij het in kaart brengen van bacteriën en biologische processen in de waterzuivering;
Bart van de Vossenberg van de Nederlandse Voedsel- en Waren Autoriteit NVWA over het gebruik van NGS screeningsdata voor het volgen van bacteriën en virussen die plantenziekten veroorzaken;
Christof Francke van HAN BioCentre over praktische oplossingen voor uitdagingen op het gebied van sequence-annotatie.

Ook was er gelegenheid om de nieuwe laboratoria te bezoeken. Kijk voor meer informatie over HAN BioCentre op de website.

Dit artikel kwam tot stand in samenwerking met HAN BioCentre.

Zie ook: