Battle Robots of the Blood

• A new children’s book ‘Battle Robots of the Blood’, authored by Institute researcher Prof. Adrian Liston, launches today on Amazon.
• Expert immunology knowledge and beautiful illustrations combine to create an engaging story about our immune system.
• The books tells the story of Tim, a seven year old boy with a faulty immune system, and the dangers of the world around him, including his best, but unvaccinated, friend Janie.
• Read it as an ebook for free or order your own copy.

Immunology expertise has combined with beautifully evocative illustrations to create an engaging book for children and their parents. A new children’s book ‘Battle Robots of the Blood’ launches today on Amazon. The book’s story was developed by Professor Adrian Liston, a senior group leader at the Babraham Institute, and visually brought to life by scientist and illustrator Dr Sonia Agüera-Gonzales (Tenmei). 

Speaking about his motivation for developing the book, Prof. Liston said: “I have been working on understanding primary immune deficiencies for more than 10 years now. I have such tremendous respect for these kids – they are tough and unphased by situations that would have adults in tears. Vaccines are such an easy way that we can help. The science is clear: vaccines are the almost perfect medicine. And yet the anti-vax movement keeps on spreading lies. As an immunologist I want to fight back not only with science, but also with stories, to engage children and parents on the benefits of vaccination.”

“Creating the book was a huge amount of fun. I drew inspiration from my own son’s matter-of-fact approach to life. Sonia brought in her own experience as a virologist and her illustrations beautifully bring the emotion of the story to life.”

The book tells the story of Tim, a seven year old who lives a slightly different life to the majority of us. After being introduced to different aspects of Tim’s life, we find out that he has a primary immune deficiency disorder, which means that his immune system can’t protect him against attack from the bacteria and viruses that cause disease. This puts him in in grave danger, especially when exposed to diseases that people could be protected against by vaccination. The story is told in an engaging and light-hearted manner, but still carries the message that vaccination is important for everyone and protects the most vulnerable.

Professor Liston has drawn upon the linguistic skills of his international laboratory to translate the book into nine additional languages, to be released soon. Speaking about the translations, Prof. Liston explained: “The Coronavirus pandemic teaches us that viruses don’t respect borders or linguistic barriers. For vaccination to be truly effective at protecting vulnerable people like Tim, we need to have almost everyone else in the community vaccinated. As scientists we have been historically poor at reaching out to the immigrant component of our communities, and this is reflected by lower vaccination rates. The Babraham Institute wants to start engaging all people in our community, and publishing translations in languages from Hindu and Urdo to Polish and French is a way of engaging us all in the fight against infectious diseases”.

At the end of the book, there are educational materials. For Dr. Agüera-Gonzalez it was important to include science activities. “Most of the science educational books out there cover experiments and concepts for older children, usually above 10 years old. Last year I found a father unsuccessfully searching for activity books in a bookstore with his 5 years old daughter, and I thought then I wanted to fill that gap. I wanted to provide parents and teachers with not only a book, but an experience to learn about immune deficiencies and vaccination at home or in the classroom.”

The book is available to order through Amazon. Proceeds from the book will be used to fund immunology research at the Babraham Institute and to support public engagement activities around immunology and vaccination. As a special deal to help parents deal with the Coronavirus lockdown, we are making the book free to purcahse for the next five days.

Virus Outbreak simulator

The Liston lab has collaborated with Dr Simon Andrews at Babraham Bioinformatics to create an interactive model of virus outbreak spreading. We are asking for feedback on this beta version, try it out and tweet to us at Virus Break.

To play Virus Outbreak, pick a virus (Coronavirus, flu, ebola or measles) and simulate a viral outbreak in the community. The default settings are based on real medical data, but you can modify the viral properties - change the virulence (rate of new infections), lethality, incubation period and symptomatic period. Find out why an ebola virus with the virulence of measles is the worst nightmare of virologists, run simulations of flu vs Coronavirus to see why medical experts are sounding the alarm. 

In Virus Outbreak, you don't only control the virus, you control the response against the virus. Let the virus run free to create "herd immunity", or pick between vaccination, quarantine or social distancing to see what difference they can make. Change your mind on the policy? Hit "stop", go into properties to change the policy, then go back and hit "start" to see how the simulation changes. Take a look at this video where we start social distancing after the outbreak is already established:

New infections grind to a halt. It takes a week for the death rate to drop, because there are asymptomatic people built into the system, but it works! Give it a try here.

Unlocking The Secrets Of A Rare Immune Disease

by Adrian Liston and Josselyn Garcia-Perez 

Primary immunodeficiencies (PID) are a heterogeneous group of disorders that disturb the host’s immunity, creating susceptibility to infections. PIDs are genetically diverse, with mutations in many different genes capable of causing immunodeficiency. The clinical symptoms of PIDs include, but are not limited to, susceptibility to infections, inflammation, and autoimmunity, although each gene mutated, and indeed each individual mutation, can lead to different manifestations.

Central to understanding PIDs is to understand which immune cell type is rendered defective by the mutation the patient carries. The type of infections the patient develops is often a key indicator of the underlying immunodeficiency; for example, pulmonary infections and bacterial septicemia are associated with B cell defect, whereas fungal susceptibility is associated with defects in certain types of T cells. Candidate pathways can be investigated using genetics and immune screening, and successful identification of the underlying causes allows a treatment program to be tailored to the patient.

Read the full story on Science Trends

Seminar notes

Amazing lecture notes on my recent CIMR seminar from Dr Jane Goodall. You can follow her and her lecture notes on twitter @Beautifullight1

Translational Immunology lab in the news

Our research was featured tonight on VRT News:

Speaking roles by Carine Wouters, Erika Van Nieuwenhove and Adrian Liston. Cameos from Stephanie Humblet-Baron, John Barber and Pier-Andree Penttila

 

 

Original research: Van Nieuwenhove et al. 2018 Journal of Allergy and Clinical Immunology. "A kindred with mutant IKAROS and autoimmunity"

If you would like to support our clinical research, and allow us to take on more cases like these, you can make a tax-deductable donation the Ped IMID fund, by transferring to IBAN-number BE45 7340 1941 7789, BIC-code: KREDBEBB with the label "voor EBD-FOPIIA-O2010".

Off the Bench

An interview on science communication with Off the Bench

Gregor Mendel's scientific publications

We were at Gregor Mendel's abby in Brno (Czech Republic) recently, where the key work on pea genetics was performed. Smooth vs wrinkly, green vs yellow, nicely segregating in pea crops.

In retrospect, these were key experiments for the formation of genetics, but you can hardly blame anyone for missing their importance for decades: Mendel was hardly a science communicator. He hardly published his work, and then only in obscure journals, and presented his research in front of a grand total of 40 scientists. Science needs communication! 

Factchecker: 'De Belg is steeds minder resistent tegen bacteriën'

‘Belg is steeds minder resistent tegen bacteriën’

Jan Jagers Uit Knack van 16/08/17

Ondernemer Kurt Van Tendeloo (Hygieia), Gazet van Antwerpen

De afgelopen weken hadden opvallend veel jongeren op bivak te kampen met maag- en darmproblemen. ‘In deze periode woekeren bacteriën meer dan anders’, zei Kurt Van Tendeloo daarover in Gazet van Antwerpen. Zijn bedrijf Hygieia geeft advies over voedselveiligheid en allergenenbeheer, en gaf dat ook al aan jeugdverenigingen specifiek voor op kamp, lazen we in de krant. ‘De dioxinecrisis heeft van België een land met extreme aandacht voor voedselveiligheid gemaakt’, zei Van Tendeloo. ‘Positief, maar hierdoor is de Belg minder resistent geworden omdat we zo weinig met bacteriën in aanraking komen. Vroeger werden kinderen ook ziek op kamp, maar niet met twintig tegelijk.’

Dat ons overmatig antibioticagebruik bacteriën doet muteren waardoor die geneesmiddelen almaar minder goed werken, is een gekend probleem. Wat Van Tendeloo zegt, gaat evenwel niet over antibioticaresistentie, maar over ons immuunsysteem. Is de ‘Belg steeds minder resistent tegen bacteriën’, zoals Gazet van Antwerpen kopte? Waarop steunt die uitspraak?

‘Niet op wetenschap’, zegt aan de telefoon Van Tendeloo, die kok is van opleiding. ‘Maar ik sta al meer dan twintig jaar in het vak, in grootkeukens, en zetel met actuele kennis van zaken in commissies die de voedselveiligheid daar bewaken. Voedselveiligheid is van levensbelang, in het bijzonder bij kwetsbare groepen zoals kinderen of senioren. Maar de appel die vroeger thuis op de grond viel, werd afgewassen en toch opgegeten. Vandaag niet meer. En dat breekt ons zuur op.’

Leert dat ook de wetenschap? We komen inderdaad minder in aanraking met bacteriën en allergenen, allerhande stoffen en microben die ons afweersysteem prikkelen, zegt viroloog Marc Van Ranst (KU Leuven). ‘Het aantal keizersneden is gestegen, moeders geven meer flessenvoeding dan vroeger, en we groeien meer op in stadsomgevingen dan op de boerderij’, zegt hij. ‘Het aantal allergieën is de afgelopen twintig jaar verdubbeld. Dat verklaren een aantal wetenschappers – er is discussie – met de zogeheten hygiënehypothese, die zegt dat contact met allergenen in onze jeugd cruciaal is, om later allergieën te voorkomen.’ Maar een maagdarminfectie is geen allergie, beklemtoont Van Ranst. ‘Vandaag halen die opgebroken jeugdkampen de media, maar niets wijst erop dat er meer incidenten zouden zijn dan vroeger. Die jongeren zijn hoogstwaarschijnlijk geteisterd door een norovirus. Een derde van alle mensen is daartegen genetisch resistent, twee derde wordt er ziek van. Dat is de grootte van zo’n epidemie als je die z’n gang laat gaan. Honderd jaar geleden was dat zo. En dat is vandaag niet anders.’

We zijn meer gevaccineerd tegen aandoeningen waaraan kinderen vroeger stierven – denk aan polio, mazelen, rode hond – en in die zin net weerbaarder, voert Van Ranst nog aan.

Maar ook als we die kinderziektes buiten beschouwing laten, is er meer tegen dan voor Van Tendeloo’s claim. ‘Het aantal bacteriële doden stijgt niet’, zegt immunoloog Adrian Liston (KU Leuven). ‘Wel is er een verschuiving bezig. Het klopt dat ons afweersysteem het moeilijk heeft met uitdagingen die het niet vaak tegenkomt. Aangezien we almaar meer in steden wonen en minder op het platteland, worden we gemiddeld minder goed in het neerslaan van rurale infecties – tegen grondbacteriën zoals Legionella, bijvoorbeeld – en beter in het afweren van infecties die mensen op elkaar overdragen. Maar in slotsom zijn we sterker dan ooit tevoren.’

Conclusie:

Omdat we volgens wetenschappers geen systematisch probleem hebben met neerslaan van bacteriën, beoordeelt Knack de stelling als grotendeels onwaar.  

Translational Immunology lab on the Nature Podcast!

Listen in to the latest Nature Podcast to hear an interview about the Translational Immunology lab! You can download the interview here, or read the transcript below.

Geoff Marsh: It's that time of year again when we celebrate the Eppendorf Award for Young European Investigators, in partnership with Nature. This year's winner is Professor Adrian Liston, Group leader at the VIB Translational Immunology Lab, at the University of Leuven, Belgium. Adrian was awarded the prize for his multifaceted work on some of the fundamental mechanisms of the immune system as well as creating new therapeutic approaches for immunological diseases. Not only does he win twenty thousand euros, but as is traditional, he shares details about his research with Nature. I travelled to the European Molecular Biology Laboratory Advanced Training Centre to meet Adrian and to try my best to summarise his many achievements into a ten minute podcast.

GM: Tell me, is now an exciting time to be an immunologist?

Adrian Liston: It’s a brilliant time to be an immunologist! We are seeing new tools coming online that allow us to answer questions that just couldn’t be answered several years ago. We can now sequence entire genomes of individuals to try to match up the variation in the genome with the variation in the immune system.

We can also use strategies such as single-cell sequencing to look at the heterogeneity that is present within an immune population. Previously, we were trapped looking at bulk populations and there was an assumption that all the immune cells of a particular subset were the same. Now we know that that is not the case, and we can use these new tools to try to dissect that heterogeneity. 

GM: First of all, let’s hear about your lab’s gene-discovery programme.

AL: We’ve had a number of successes on this front. One of the most recent just came out in Science Translational Medicine. In this paper, we looked at a large family that had a disease associated with inflammation of the skin — very severe skin lesions. We sequenced their genomes, found the mutated gene and then went further into the mechanism to find out how that mutation is actually causing disease. The great thing in this case was that the mechanism of the disease was excessive production of a single cytokine, interleukin (IL)-1b, and there happens to be a drug that targets IL-1b. The responses were amazing in the preliminary trials that we ran and it looks like this is going to be a disease that, when it’s diagnosed in the future, should be treated very simply and effectively by a single drug.

We have also looked at another disease called FHL, or familial hemophagocytic lymphohistiocytosis. The genetics of this disease have been known for a while. It’s caused by mutations in the gene encoding perforin or other genes downstream. These mutations prevent T cells or natural killer cells killing affected cells. However, surprisingly enough, the main clinical symptoms are not a defect in the response to infections, but rather an over-response. We tried to work out, in a mouse model of this disease, why you had this separation between a defect in clearing a virus and an excessive immune response downstream. It turns out that when you cannot use one arm of the immune system, the perforin pathway, you end using a different arm — interferon-g production. Now, when you are excessively activating the second arm, the excessively activated cells can suck out of the system all of a cytokine called IL-2. Unfortunately, IL-2 is essential for another cell type, regulatory T cells, and once you’ve lost the regulatory cells the entire immune system just starts activating on a massive scale.

GM: And, you’ve actually done some work on how regulatory T cells maintain this homeostasis.

AL: Regulatory T cells are absolutely crucial for suppressing the immune response. If you have too many, you are going to be immune suppressed. If you have too few, you are going to have inflammatory diseases because you can’t stop the immune activation. This means that we really need to have a mechanism that controls the number of Treg cells that are in the system, making sure that we are in this nice ‘Goldilocks’ zone of not too much and not too few. What we find is that there is a strong feedback loop where extra activated cells drive the production of extra regulatory cells. Conversely, when levels of regulatory cells are too high, the activated arm is shut down, which means that they are also going to be shut down, in turn, by these regulatory loops.

GM: Type 1 diabetes is an autoimmune disease, and your lab has looked at this disease from the angle of the target tissue.

AL: That’s right. We used a model of type 1 diabetes, the non-obese diabetic mouse, or the NOD mouse, and tried to investigate what are the factors that are causing diabetes in this mouse. What we found was that if we added stress onto the b-cells — the target tissue of diabetes — the b-cells from a NOD mouse were very fragile, whereas the b-cells from other mouse strains were very robust. Now, this was not immunological in nature, this was really a primary defect of the b-cells. It turns out that in the NOD mouse this is quite a simple genetic trait. There are two genes that are polymorphic in the NOD mouse, which means that the NOD b-cells, when they get stressed, are more likely to die rather than survive, and they are also more likely to undergo senescence because they can’t repair DNA breaks as well.

We then wanted to work out whether the same variation existed in humans, and we see again that there is this relationship between islets that seem to be more programmed to die upon stress and islets that were less likely to repair double-strand DNA breaks. One of the exciting possibilities that comes out of this is that if we know that fragile b-cells are a problem, then that is something that we can target. We can design drugs to try to make b-cells tougher. The mouse model we developed is something that we can start using to screen a completely new class of anti-diabetic drug — this is the first time we have had a mouse model that allows us to do this. 

GM: Have you any idea what causes us to have weak islets?

AL: Certainly, in the context of the NOD mouse it’s a very simple genetic trait. In humans it’s probably much more complex. There are a few genes that are good candidates for making islets either robust or fragile, but the other really good candidate is our diet. We know in mice, we can make robust islets fragile by giving the mice more fat in their diet. I think the same thing is probably happening in humans. Certainly, in vitro you can cause the same effects in human islets. This also potentially explains the epidemiology of diabetes. It’s a genetic disorder, but it is increasing at an exponential rate. How does this happen? The only explanation can be that our environment has changed and one of the primary changes in our environment is diet.

GM: Your lab has also looked into the variation in the immune system from person to person.

AL: Yes. Several studies have just come out saying that around 20–40% of the variation is genetic. However, it does mean that something like 60–80% is completely unknown and unstudied, because this part of the variation is non-genetic, it’s environmental. We set up a study to try to understand what is the environmental driver of variation in the immune system. The way we studied this was to generate an immune-phenotyping platform, which we could use to measure the variation between individuals and then roll out for hundreds of individuals.

GM: So, what factors look to be responsible for the variation?

AL: There are a lot of minor factors that came up: body mass index, sex and so on. These factors made little tweaks to the immune system. One of the biggest factors, however, was age. As you age you have a progressive change to your immune system. Very young individuals have an immune system that is full of precursor cells that are ready to develop, whereas older individuals have an immune system that is really polarized to a type 1 inflammatory response.

Now, the largest effect that we saw was actually an effect of cohabitation. People in a couple had an immune system that was about 50% more similar to each other than it would be to a random stranger. Now, remember that genetics accounts for about 25% of the variation, so having 50% of your variation disappear just because you happen to be living together with no genetic background, that’s extremely potent.

GM: What is it about living with someone that means that this immune profile is transferred?

AL: I think that when you are living with someone there is going to be multiple different environmental factors that are going to be shared. You’re going to be more likely to share the same diet, the same exercise patterns, sleep patterns and stress. You are also going to start to share the same microbiome. The couples that we were looking at had small children living at home. Here, I think the child is going to be acting as a vector to increase the microbiome exchange even further because of course you’re changing nappies and you maybe have reduced hygiene levels in the household, and if you have enhanced microbiome transfer, you could imagine that the immune systems are going to become even more similar.

GM: What are the future directions for your lab? Will you retain this multi-pronged approach?

AL: I think it is very important in science never to get bored and for me this often involves bringing up new topics and exploring new diseases and pathways. But there is a common thread that runs through this. That thread runs through the variation that is present within individuals, how that variation changes our immune system and how the immune system then interacts with the tissue to cause disease. In the future, we want to develop our gene-discovery system, and I’m really interested in how the immune system adapts to the environment of a tissue, as opposed to how it acts in circulation. Often, as immunologists, we think of the immune system as something that can be replicated in a single-cell suspension. Flow cytometry has really revolutionized the way we do immunology, but it does give you the idea that a single-cell suspension recapitulates the immune system. Of course, it doesn’t. Immune cells are not present just in blood or in a disorganized tissue such as the spleen. Really, the immune system has to percolate into the tissues, and in the tissues you have anatomical spacing that’s important, as well as the relationship of the immune cells with the non-immune cells around it, and for this we need to look at the cells in context, in situ, how they are interacting with the organ. This is something that I see as being really important for future research. 

Supermuizen laten muizenissen verdwijnen

De Morgen - 14 Jul. 2016 - Pagina 17

Als ze diëten, leven ze langer. Als ze kaneel eten, leren ze sneller. En als ze genetisch gemanipuleerd zijn, genezen ze van doofheid. Dagelijks komen wetenschappers met berichten over wonderlijke muizenvondsten, met als doel de mens beter te maken. 'Supermuizen helpen zelfs tegen schuldgevoelens.'

`Blinde muizen kunnen weer zien!' Het is, inclusief uitroepteken, een muizenbericht dat agentschappen voor wetenschapsnieuws maandag aanboden. In vakblad Nature Neuroscience meldden onderzoekers dat ze voor het eerst beschadigde netvliesneuronen zodanig kunnen manipuleren dat de beschadiging ongedaan gemaakt wordt en er opnieuw optische zenuwvezels aangemaakt worden. De optische zenuw is de 'datakabel' van het oog. Hierlangs reist informatie die via het netvlies binnenkomt in de hersenen, die de informatie verwerken.

Maar door beschadigde netvliesneuronen kan dat helemaal fout lopen. Tot nu werd niet aangenomen dat die fout op zo'n diepliggend niveau ongedaan gemaakt kon worden. "Maar onze muizen tonen dat zoogdieren een grotere capaciteit hebben voor herstel van het centrale zenuwstelsel dan we dachten", zegt hoofdonderzoeker Andrew Huberman van de Stanford University School of Medicine.

Het opmerkelijke herstel bij de muisjes is het resultaat van intense visuele stimulatie in combinatie met gentherapie. Binnen de drie weken herstelden de muizen 500 keer sneller van de beschadiging dan gewoonlijk. Zoals altijd is de hamvraag of dat zal lukken bij mensen die om dezelfde reden (deels) blind zijn.

En zo gaat het altijd met muizennieuws. Ze lopen minder verouderingsschade en kanker op als ze drie genetische ouders hebben. Ze worden slimmer en leren sneller als je bepaalde genetische manipulaties doorvoert. Gemodificeerde muizen worden nooit dik en kunnen mannelijk zijn zonder Y-chromosoom. De veroudering van de huid kan worden omgekeerd. Ze kunnen herinneringen wissen...

Klinkt allemaal geweldig, maar wat die hocuspocus precies voor de mens kan betekenen, is vaak niet duidelijk en daardoor ontstaat, zeker op nieuwsredacties, een allergie aan nieuwtjes waarin muizen de superheld zijn.

Toch blijven ze maar komen en worden miljarden en miljarden euro's en vooral dollars gestopt in onderzoek waarbij genetisch gemanipuleerde varianten van de knaagdieren de show stelen door soms het onmogelijke te laten zien, zoals kanker en veroudering afblokken.

Dat komt omdat, tussen de massa pogingen en voorlopige resultaatjes, supermuizen af en toe 'prestaties neerzetten' of effecten laten zien die de mens wel degelijk vooruithelpen.

Superneus

Zo zijn er sinds kort muizen die dankzij genetische manipulatie een superneus kregen aangemeten en ingezet kunnen worden om explosieven en drugs te zoeken. In tegenstelling tot bijvoorbeeld honden en ratten die worden getraind om hetzelfde te kunnen, zijn de 'supersniffers' dankzij hun uitzonderlijke neus meteen gebruiksklaar om explosieven en drugs te ontdekken.

Het is de Belgische neurowetenschapper Charlotte D'Hulst die met haar team aan het Amerikaanse Hunter College in New York de genen van de muizen zodanig veranderde dat ze bepaalde geuren sterker kunnen ruiken. Hun supersniffers kunnen nu al twee chemische geuren gelijkend op jasmijn en pepermunt beter detecteren. Eerder modificeerden ze ook al de genen van muizen om de chemische stof DNT, een minder explosieve stof dan TNT, beter te kunnen herkennen.

Bedoeling is nu dat de snuffelhelden ook de explosieve stof TNT snel kunnen opsporen. Wanneer ze TNT ruiken, zouden de muizen door hun versterkte reukvermogen een beroerte of epilepsieaanval krijgen. Door een chip onder de huid in te planten, kunnen de wetenschappers die gedragsveranderingen waarnemen op een computer. Vervolgens kan een mens de bom of landmijn onschadelijk maken.

Ratten worden al langer ingezet om explosieven te vinden, met als voordeel dat ze niet veel geld kosten en ook niet verbonden zijn aan slechts één trainer, zoals bij honden.

Maar met de muizen van D'Hulst kan nog heel wat geld én tijd bespaard worden. De ratten die nu gebruikt worden, moeten immers altijd een trainingsperiode van ongeveer negen maanden doorlopen. De genetisch gemodificeerde muizen met een superneus kunnen die stap overslaan.

Bovendien hebben muizen nog meer voordelen. "Ratten zijn heel effectief", zegt D'Hulst. "Maar muizen, die dezelfde voordelen hebben als mijndetectors, zijn nog goedkoper om bij te houden én om te kweken." Ook is het bij hen relatief eenvoudiger om de cellen in de neus aan te passen. Daarom zoeken D'Hulst en co. eveneens naar een receptor in de neus van muizen die geactiveerd kan worden door drugs. Dan kan de supersniffer ook de drugshond vervangen om onder meer cocaïne op te sporen.

Andere zintuigen van muizen vele keren 'upgraden' of deels of volledig herstellen, zoals in het meest recente onderzoek van Huberman, biedt de wetenschap steeds meer inzicht in hoe dat ook bij de mens zou kunnen. En dat geldt voor een resem andere gezondheidsfactoren.

Alleen fastfood

Kennis over de rol van lichaamsbeweging, dieet en overgewicht, bot-en spierontwikkeling en genetische doping valt bijvoorbeeld te rapen bij genetisch gemanipuleerde muizen die de cartooneske namen 'Mighty Mouse' en 'Marathonmuis' kregen.

Die eerste heeft 70 procent meer spieren dan een natuurlijk model, de tweede kan zonder enige training tot twee keer langer lopen dan niet-gewijzigde soortgenoten. Door een specifiek gen te manipuleren, bootsten de onderzoekers met andere woorden het effect van lichaamstraining na. En als onverwachte surplus verhinderde die verandering in de genen ook dat de marathonmuis verdikt, zélfs als hij inactief is en alleen fastfood eet.

Af en toe duiken nog wel meer van die ultieme supermuizen op, die door soms maar één genverandering niet één maar een hele resem voordelen hebben, zoals topsportprestaties afleggen, langer leven, veel eten maar niet verdikken én een veel actiever seksleven.

Zo'n creatuur schiepen Amerikaanse onderzoekers die de werking van een enzym wilden bestuderen tot hun eigen verbazing. Hoewel het team meteen benadrukte dat een menselijke toepassing absoluut uit den boze is, zou het volgens hen kunnen dat met de vondst nieuwe medicijnen worden gemaakt die ook de mens 'superder' maken. Spaanse wetenschappers wisten dan weer 'supermuizen' te creëren die gegarandeerd kankervrij zijn en bijna de helft langer leven dan soortgenoten.

De onderzoekers wijzigden eerst de genen van de muizen om ze resistent te maken tegen kanker. Daarna verhoogden ze de hoeveelheid van het speciale enzym telomerase, dat de veroudering van cellen kan tegengaan. Daardoor werd hun verouderingsproces met 40 procent vertraagd omdat het enzym hun cellen herstelde zodat ze langer 'jong' bleven. Op vergevorderde leeftijd blijken de beestjes betere spieren, een gezonder huidweefsel en een betere stofwisseling te hebben.

Uiteindelijk wil de wetenschap natuurlijk geen supermensen maken, wél ziektes in de kiem smoren. Omdat kanker, zwaarlijvigheid en neurologische ouderdomsziektes zoals alzheimer tot de meest problematische sluipmoordenaars behoren waar de mens vandaag mee af te rekenen krijgt, zijn de vips onder de supermuizen de exemplaren die tonen hoe die aandoeningen schaakmat gezet kunnen worden.

Wat kanker betreft, zijn muizen, door hun gelijkenis met mensen, al meer dan een eeuw belangrijk in het onderzoek en dat is alleen maar toegenomen sinds genetische manipulatie mogelijk werd. "Het grote voordeel is dat je bij de diertjes de ontwikkeling van kanker vanaf de allereerste cel kunt volgen en er interactie is met andere cellen", zegt moleculair bioloog Jan Cools (VIB/ KU Leuven). "Dat is een echte surplus tegenover in-vitrocelsystemen."

De belangrijkste supermuizen in het kankeronderzoek zijn ongetwijfeld de modellen waarin is aangetoond hoe muizen kanker helemaal verslaan met hun immuunsysteem.

Cools: "Ondertussen is immuuntherapie ook bij mensen een groot succes, maar de methode moet nog verder ontwikkeld worden en dan blijven de genetisch gemanipuleerde muizen een erg goed studiemodel. Zo hebben we bijvoorbeeld ontdekt dat niet zomaar elke cel in een tumor kan veranderen. En we kunnen veel preciezer specifieke kankers in detail bestuderen, zowel als het gaat over hoe ze ontstaan en evolueren als over doelgerichte behandeling."

Ook in het onderzoek naar alzheimer zijn muizen waaraan gesleuteld werd doorslaggevend, vandaar de vele berichten over de knaagdiertjes die veel slimmer worden, een zwaar opgekrikt geheugen krijgen, herinneringen kunnen wissen of deels genezen van degeneratieve neurologische aandoeningen.

"Door een alzheimergen in te planten bij muizen is voor het eerst de genetische component van de ziekte bewezen, wat een enorme boost voor het onderzoek heeft betekend", zegt moleculair bioloog Bart De Strooper (VIB/KU Leuven). "Tegelijkertijd is zo, bijna per toeval, een belangrijk principe voor genezing ontdekt. Omdat muizen geen mensen zijn, krijgen ze de ziekte maar deels. Logischerwijs kun je dat effect versterken door de plakkers die alzheimer in de hersenen veroorzaken onder de huid te injecteren. Maar bij de diertjes die die injectie dan krijgen, neemt het aantal plakkers net sterk af, wat wijst op genezing."

Een tweede ontdekking, waar De Strooper zelf bij betrokken was, is dat een ander alzheimergen weghalen ervoor zorgt dat de plakkers niet meer worden aangemaakt.

Al even spectaculair zijn de doorbraken bij superintelligente muizen en muizen met een uitzonderlijk geheugen. Eén team heeft een valse herinnering bij muizen aangebracht, een ander slaagde erin 'sociale herinneringen', in dit geval een ontmoeting met een andere muis, te wissen. Ook daarbij komt genetische manipulatie kijken. Een ander voorbeeld zijn muizen waarbij één mutatie geassocieerd met autisme wordt weggehaald, waardoor ze geen nestjes meer maken. Volgens sommige onderzoekers ligt de weg dan ook open naar nieuwe behandelingen voor medische en psychiatrische aandoeningen zoals depressie, posttraumatische stress en ook alzheimer.

Achterhaalde ideeën

De Strooper bevestigt het belang daarvan en wijst erop dat de muizen de ideale onderzoeksobjecten zijn omdat je erop kunt testen wat je niet bij mensen, maar om ethische redenen ook niet bij hogere primaten kunt uitzoeken.

Zo mogelijk nog meer tot de verbeelding spreekt de muis die nooit dik wordt. Zo lopen er al verschillende exemplaren rond en ze hebben de kennis over obesitas fundamenteel bijgespijkerd. Professor Adrian Liston (VIB / KU Leuven) heeft zo'n eeuwig slanke muis.

"Wat en hoeveel ze ook eet, nooit neemt haar gewicht toe", zegt Liston. De muis heeft een mutatie van het leptinereceptorgen, waarbij zwaarlijvigheid die via de lever ontstaat, is weggenomen. Bij andere muizen is dat gebeurd in vetweefsel of in de hersenen. "Waar het op neerkomt, is dat we veel beter begrijpen hoe dat hormoon dat vetopslag regelt precies werkt", zegt Liston.

"Zo weten we bijvoorbeeld dat obesitas kan ontstaan door hoe het hormoon op het brein en niet rechtstreeks op het vet inwerkt. Dankzij de gemodificeerde muizen weten we vandaag dat vetopslag via verschillende wegen kan ontstaan, zowel door mutaties in de hersenen, organen zoals de lever of in het vet zelf."

En dat is volgens de expert een manier om achterhaalde ideeën bij leken en in de medische wereld af te voeren en mensen met overgewicht te verlossen van een schuldgevoel. Liston: "Overgewicht gaat niet enkel over te veel eten, te weinig bewegen en een gebrek aan discipline. Dat foute idee staat nog altijd overeind, ook in de medische wereld, en leidt zelfs tot depressie bij mensen die te veel wegen. Dankzij muizen weten we dat het verband met wat je eet maar gedeeltelijk is omdat er duidelijk een hele resem verschillende genetische factoren spelen die mee bepalen wat er met het voedsel dat je eet gebeurt. En dat het dus gedaan moet zijn met de patiënten de schuld te geven."

Niet naïef

Maar wat we zeker niet mogen doen, zo benadrukken De Strooper en Liston, is naïef aannemen dat wat bij muizen kan, zomaar toepasbaar is op mensen. De Strooper: "De gelijkenissen met mensen zijn groot, maar er zijn natuurlijk aanzienlijke verschillen. De genetisch gemanipuleerde muizen blijken erg belangrijk om ziektes en de werking van bijvoorbeeld de hersenen te begrijpen en nieuwe principes te ontdekken, maar daarmee heb je nog geen therapie voor mensen.

"En wanneer het bijvoorbeeld gaat over de doorbraken in het alzheimeronderzoek, zijn er al miljarden gepompt in medicijnen ontwikkelen op basis van de vondsten bij de muizen." Ook bij obesitasonderzoek is dat het geval. Net daarom ziet De Strooper nog een andere reden om het over 'supermuizen' te hebben: "Ze trekken superveel centen aan voor onderzoek dat concrete toepassingen moet opleveren en dat heeft nog niet superveel resultaat opgeleverd."