Prof.Dr. J.T. den Dunnen

5 februari 2010


TEKST VAN DE ORATIE


Rede uitgesproken door Prof.Dr. J.T. den Dunnen bij aanvaarding van het ambt van hoogleraar bij de faculteit der geneeskunde te Leiden, met als leeropdracht medische genoomtechnologie.


A G C T, wat kun je d'r mee


Mijnheer de Rector Magnifcus, zeer gewaardeerde toehoorders.

A G C T wat kun je d'r mee, oftewel Genoomtechnologie, in een ziekenhuis Medische Genoomtechnologie. De DNA draad, bestaande uit A G C en T en wat je daar zoal mee kunt, vormt de rode draad door mijn verhaal. De draad ook die mijn wetenschappelijke carriere heeft bepaald, zowel letterlijk als figuurlijk. Mijn verhaal heeft de sterke ondertoon "het glas is half vol", positief dus en soms met 'n knipoog. Ik ben me er terdege van bewust dat er ook nadelen en gevaren zijn. Die laat ik vandaag meest onbesproken, die krijgen toch wel voldoende aandacht. We kijken een beetje terug in de tijd, maar vooral naar het nu en de toekomst. De ontwikkelingen in mijn vakgebied zijn momenteel ongekend. Ik zal wat vragen stellen waarop ik zelf ook nog geen antwoord heb, stof om na te denken.

Voor de niet-experts even een korte uitleg over de termen die in mijn verhaal gebruikt zullen worden. Het draait allemaal om het DNA, het boek van ons leven, ons bouwplan met alle benodigde instructies, ook wel ons genoom genoemd. Aanwezig in elke cel, geschreven met 4 letters; A, G, C en T. Dit boek bestaat uit iets meer dan 3 miljard letters, verdeeld over 23 hoofdstukken, de chromosomen. We hebben dit alles dubbel, elk hoofstuk staat 2 keer in het boek. Bij mannen ontbreekt de kopie van één hoofdstuk, dat van het X-chromosoom. Daarvoor in de plaats hebben zij een ander stuk tekst, het Y-chromosoom. Mannen hebben dus meer verschillend DNA, wat extra mogelijkheden geeft, maar door het ontbreken van de kopie zijn ze onevenwichtiger en het zwakke geslacht.
Het DNA boek bevat vele losse blokken informatie, de genen, een 20-25.000 in totaal. Via een tussenstap, het RNA, wordt deze gen-informatie afgelezen en omgezet in eiwitten, de actieve werkers in ons lichaam. Per gen zijn er stukken gebruikte en ongebruikte tekst, de exonen en intronen. Het RNA gaat als een markeerstift door de gen-informatie heen en plakt de benodigde stukken aan elkaar. In de laatste stap wordt het RNA omgezet in eiwit. De eiwitten dat is wat we zien, onze huid, haren, nagels, bloed, spieren, botten, alles. Zit er een fout in het DNA dan kan dit aanleiding geven tot een defect eiwit en dat tot ziekte, een erfelijke ziekte. De technieken in het laboratorium om de DNA tekst af te lezen zal ik vaak sequencen noemen.

DNA staat al in de belangstelling sinds de tachtiger jaren, toen ik mijn studie biologie begon, in die tijd omdat kloneren in bacteriën mogelijk werd. Nu zijn we 30 jaar verder en DNA is nog steeds "hot". In mijn loopbaan werd ik direct geconfronteerd met de kracht van nieuwe technologie. In Nijmegen bestond een belangrijk deel van mijn werk uit het aflezen van DNA-volgordes, eindeloze reeksen van A G C en T. Volgens velen dood saai, ik werd er door gepakt. De code ontrafelen achter de genen en eiwitten in de ooglens, de crystallines. Als eerste in de wereld dit stuk lezen van het DNA-boek. Spannend !. Dat aflezen deden we met de zogeheten Maxam-Gilbert techniek; een week hard werken en als beloning soms wel 100 letters op 'n rijtje. Toen er een nieuwe techniek, de Sanger-methode, beschikbaar kwam betekende dat een revolutie. Met dezelfde hoeveelheid werk 10 keer zoveel letters. Geen 100 maar 1000 per week. Een sprong vooruit. Trouwens, om mijn Nijmeegse werk in het perspectief van nu te plaatsen, waar ik toen 3 jaar mee bezig was ,dat kan tegenwoordig gemakkelijk in één dag.

In Leiden ging ik aan de slag om te helpen het gen achter een erfelijke aandoening op te sporen; Duchenne spierdystrofie. Een ziekte die alleen bij jongetjes voorkomt, zich op jonge leeftijd openbaart en in de vroege volwassenheid fataal afloopt. Bij een mildere vorm van de ziekte, Becker spierdystrofie, zijn er wel spierproblemen, maar patienten hebben meestal een normale levensverwachting. Ik begon met een nieuwe technologie om DNA te bekijken, de Pulsed-Field Gel-Electrophoresis. Op een moment dat het gen achter de ziekte nog niet was gevonden, bleken wij al in staat bij meer dan de helft van de patienten een fout in het DNA aan te tonen. Enkele maanden later rapporteerden Amerikaanse collega's dat ze het Duchenne gen hadden gevonden, met bij patienten dezelfde DNA-afwijkingen als die welke wij in Leiden zagen.

Het mogelijk maken van diagnostiek is de eerste belangrijke uitkomst bij onderzoek aan erfelijke aandoeningen. Het Duchenne gen bleek het grootste dat de mens heeft, bijna 2,5 miljoen letters lang, 1/1000-ste van al ons DNA. Dat maakt het opsporen van de fouten in de tekst een enorme opgave. Gelukkig was bij het grootste deel van de patienten een flink stuk gen weg of dubbel aanwezig. Dat was relatief simpel aan te tonen omdat het gen op het X-chromosoom lag. Om de één-letter fouten op te sporen was veel lastiger. We ontwikkelden daarvoor een geheel nieuwe methode, de Protein Truncation Test. De PTT werd een groot succes en is wereldwijd toegepast bij de diagnsotiek van een hele reeks erfelijke aandoeningen. Tijdens het ontwikkelen van de PTT kwamen we ook voor het eerst in aanraking met het begrip patenteren, het beschermen van onze kennis. Uiteindelijk is de PTT niet beschermd. Er was te weinig kennis over patenteren, zowel bij ons als de universiteit. Bovendien won de onderzoeker in ons het; we konden de verleiding niet meer weerstaan en presenteerden vol trots de nieuwe test. Latere vindingen hebben we wèl met succes beschermd.

De volgende stap is leren begrijpen hoe het opgespoorde gen-defect uiteindelijk tot de ziekte leidt. Als je dat begrijpt zou je moeten kunnen bedenken hoe het probleem aan te pakken, een mogelijke behandeling. Bij Duchenne boeken we op dat gebied momenteel hoopvolle resultaten. Duchenne patienten maken een eiwit met alleen een kop, de staart ontbreekt, onbruikbaar in de spier. Becker patienten maken een eiwit waarin een stukje in het midden ontbreekt, maar het eiwit heeft een kop èn een staart en is grotendeels werkzaam. Dit feit vormt de basis voor een door ons ontwikkelde technologie, de "exon-skipping". Terwijl bij een Duchenne patient de DNA-tekst wordt overgeschreven in RNA, misleiden we de cel. Door het inspuiten van een klein passend DNA molekuul, een twintigtal letters lang, wordt een stukje gen (exon) niet herkend en overgeslagen in het RNA. We doen dit zo dat het van dit RNA gemaakte eiwit weer een kop èn een staart heeft, als bij een Becker-eiwit. Aanvankelijk werd het idee als niet haalbaar beschouwd, kregen we er geen handen voor op elkaar en geen geld om het te proberen. We hebben doorgezet, en het bleek wel te werken. Inmiddels hebben we de noodzakelijke stappen via gekweekte cellen en muizen gezet en zijn we met deze genoomtechnologie in 2e fase van het testen bij patienten. We zijn er nog niet, en kunnen op papier van alles bedenken waardoor het uiteindelijk tegen kan vallen, maar de uitkomsten zijn veelbelovend. Recent zag ik bij de presentatie van de laatste resultaten steeds feller oplichtende spiercellen van Duchenne patienten, het bewijs dat ze het Becker-eiwit aanmaken. Ik werd er stil van, zó simpel en blijkbaar toch effectief.

Tot nog toe heb ik voornamelijk teruggekeken op wat mijn onderzoeksgroep met genoom-technologie heeft aangepakt. De basis van de nieuwe leerstoel ligt echter meer in het Leiden Genome Technology Center, het LGTC. Een faciliteit van het LUMC, zeg maar een onderzoekshotel waar iedereen terecht kan voor metingen aan DNA en RNA. De overgang van Nijmegen naar Leiden, van Oost naar West, was voor mij een hele cultuurschok. In Leiden begon ik ongemerkt al direct te faciliteren; als er plaats over was bij een experiment om DNA af te lezen ging ik rond om te vragen of ik nog wat voor 'n ander mee kon nemen. Daar werd in Leiden vreemd tegenaan gekeken; een proef doe je zelf. De tijden zijn wel veranderd. Moest ik er toen om vragen, èn deed ik het gratis, tegenwoordig komt men naar mij toe en betaald er nog voor ook.

Rond de eeuwisseling, met de opkomst van de array-technologie, kreeg het LGTC als faciliteit definitief gestalte. Deze arrays maakten het mogelijk zogenaamd genoombreed onderzoek te doen, d.w.z. de activiteit van alle genen in één keer te meten. Onderzoek verschoof van het testen van een vooropgesteld idee, hypothese-gedreven onderzoek, naar hyptohese-vrij onderzoek; alles meten en op grond daarvan conclusies trekken. Een hele cultuuromslag. Nu, na nog geen 10 jaar, gaat de array alweer op zijn retour en wordt vervangen door het direct sequencen van het monster om te zien welk DNA of RNA aanwezig is en in welke hoeveelheden. Nadeel van de array is dat je alleen dat kunt meten waarvoor je een meetpunt op de array zet - met het direct aflezen zie je alles. Door voor genexpressie een directe vergelijking van beide technieken te doen, konden we heel precies de verschillen aantonen. Sequencen was de duidelijke winnaar; de gevoeligheid was beduidend hoger, de preciesie beter en er kwamen vele onbekende stukken RNA naar boven. Naast nieuwe genen, bleken de helft van de genen meerdere RNAs te maken en ook bleek de helft van de genen in twee richtingen actief te zijn.

Wat begon met 1 apparaat om van 10 monsters de DNA volgorde af te lezen, is uitgegroeid tot een faciliteit waar het LUMC en onze afdeling trots op mogen zijn. Er staat inmiddels voor miljoenen aan apparatuur, deels uniek in de wereld en er lopen zeer kundige medewerkers rond. Toegang tot de faciliteit is laagdrempelig, we zijn wijd en zijd bekend, in binnen- en buitenland, bij academische instellingen en bedrijven. We hebben een brede schare gebruikers, ook hier in de zaal. Men kan bij het LGTC terecht om van de apparatuur gebruik te maken, maar als men de te onderzoeken monsters inlevert, verzorgen wij het hele experiment. In het begin voerde idereen nog zijn eigen experimenten uit, tegenwoordig laat men dit liever over aan de expert. Onder het kopje "aanwezige faciliteiten" lift het LGTC als vanzelfsprekend mee bij subsidieaanvragen. Zelden durft een reviewer daar een kritische noot over te kraken, het levert eerder een plusje op. Nieuwe technologie is nieuwe kansen is nieuwe vindingen. Nu naast publiceren, ook patenteren voor de universitaire onderzoeker steeds belangrijker wordt, kan een goede faciliteit daar een stimulerende rol bij spelen. Het is niet vreemd denk ik dat juist ons onderzoek al tot vier verschillende basispatenten heeft geleid. Daarnaast stonden we mede aan de basis van 3 bedrijven op het BioScience park hier in Leiden.
In m.n. Amerika, Engeland en tegenwoordig China werkt dit nog veel beter. Daar wordt veel meer in grote genoomcentra geinvesteerd en daar worden de nieuwe technologiën ontwikkeld, toegepast en de vindingen beschermd. Zij publiceren in ere-divise tijdschriften gebaseerd op technologie die wij pas daarna, soms maanden later, tot onze beschikking krijgen. Op dit vlak één van de redenen waardoor wij meest in de eerste-divisie zitten. Deze achterstand is een gegeven, maar ik denk dat we met een betere samenwerking in Nederland de achterstand toch wat zouden kunnen verkleinen.

Even wat toepassingen van de kracht van de sequence technologie, waar je misschien niet gelijk aan denkt, en die enkele jaren gelden nog als onbetaalbaar werd beschouwd.
Het gaat slecht met de bijen in de wereld, de oorzaken zijn divers maar ziektes spelen waarschijnlijk een rol. Toen onderzoekers alle DNA uit gezonde en zieke bijen aflazen en met elkaar vergeleken bleven er stukken over. Deze stukken konden aan elkaar geplakt worden en bleken van een tot dan toe onbekend virus te zijn. Een dergelijke aanpak werkt ook bij de mens, onbekende infecties kunnen tegenwoordig razendsnel opgespoord worden.
Door simpelweg al het DNA te isoleren dat in 1 liter zeewater zat, werd ontdekt dat er 5-10 keer zoveel verschillende organismen in leefden dan we dachten. We hadden deze organismen niet eerder gezien, simpelweg omdat we ze niet konden kweken òf omdat ze zo zeldzaam waren. Toen al het DNA in leidingwater werd afgelezen, was de schrik groot. Ook daarin 5-10 keer meer leven dan we dachten. We zien er gezond uit, dus blijkbaar is het geen probleem.
Toen met sequencing werd onderzocht wat er zoal op en in ons leeft, opnieuw een ongekende verscheidenheid aan beestjes. In totaal 100-duizend miljard individuen (dat is een 1 met 14 nullen). Ongetwijfeld liggen hier relaties tot huidziektes, darmziektes en andere problemen die tot nog toe nauwelijks zijn onderzocht.
Roken is slecht en leidt onder andere tot DNA schade, dat is al lang bekend. Sinds kort weten we hòe schadelijk; sequencen liet zien dat het roken van 15 sigaretten leidt tot één fout in ons DNA. Heb je pech dan wordt al bij de eerste sigaret de verkeerde letter beschadigd en is de aanzet tot longkanker gegeven. Heb je meer geluk dan rook je nog op je 90ste en zitten je longen vol met fouten maar is het door toeval nog niet uit de hand gelopen.
Miller syndroom, een zeer zeldzame erfelijk ziekte. Tot nog toe had jarenlang onderzoek geen oorzaak aan het licht gebracht. Door de analyse van het DNA van slechts 4 patienten lukte het recent in één experiment, in een paar weken. De onderzoekers vingen met een speciale methode alleen het DNA dat voor eiwit codeert, alle exonen. Alles werd afgelezen en er bleek slechts één gen bij alle vier de patienten een fout te bevatten. Opvallend was dat zowel deze, als een tweede groep onderzoekers, ontdekten dat bij één van hun patienten nog een tweede erfelijke ziekte aanweig was. Aanvankelijk werden de symptomen hiervan niet onderscheiden van Miller syndroom.

Op het LGTC loopt ook een breed scala aan toepassingen. Ik zou daar graag wat voorbeelden van geven, maar we voeren dat onderzoek meestal facilitair uit; voor anderen, tegen betaling. Deze onderzoekers hebben helaas liever niet dat ik u daarover in detail al te veel vertel. Een paar kan ik er toch wel noemen.
Uiteraard is het aflezen van nieuwe DNA volgordes een veel gevraagde toepassing. Op dit moment vooral virussen, bacteriën, schimmels en insecten. Onder de laatste o.a. wormen, libellen, springstaartjes en maden. Het LGTC werkt ook mee aan onderzoek naar bodemverontreiniging. Aan de hand van het aanwezige DNA wordt bepaald wat er zoal in de bodem leeft. De activiteit van alle genen laat zien of de bodem verontreinigd is en met welke stoffen. Het opwarmen van onze aarde, het veranderende klimaat en de gevolgen daarvan, ook aan onderzoek daaraan wordt een steentje bijgedragen. Via DNA wordt bepaald welke organismen er nu en in het verleden in bepaalde monsters zaten en of dit over de tijd is veranderd. Daarnaast wordt het gedrag van de koolmees onderzocht; een deel bouwt onder invloed van de opwarming eerder een nest, een ander deel niet. De vraag is welke genen dat beïnvloeden en hoe. De Heliscope, ons nieuwste technische snufje, hebben we losgelaten op DNA van een slechte kwaliteit. Dit gaf verrassende resultaten. Uit 800 jaar oude skeletten haalden we 5-10 keer meer menselijk DNA dan met bestaande technieken. Archeologische, diagnostische en forensische toepassingen liggen voor de hand.

Binnen Humane en Klinische Genetica worden de nieuwe DNA technieken natuurlijk ook ingezet. Door alleen de essentiële stukken DNA uit het totaal te vissen en deze af te lezen zijn we er al in geslaagd de oorzaak achter twee onbekende aandoeningen op te helderen; Terminal Osseous Dysplasia (TOD) en KFSD (vandaag waag ik me liever niet aan het uitspreken van deze afkorting). Aan publicatie wordt hard gewerkt. We kennen nog een 3-4000 van dergelijke zeldzame aandoeningen waarvan de oorzaak nog niet is opgehelderd. Er is de komende tijd dan ook een stroom van publicaties met successen op dit vlak te verwachten.
De gebruikte aanpak werkt alleen als we enig idee hebben waar we moeten zoeken. In één persoon treffen we namelijk alleen in de eiwit-coderende stukken al een 20.000 één-letter verschillen aan. Het aanwijzen van de ziekte-veroorzakende fout lukt dan alleen als we de meeste verschillen weg kunnen strepen. Eerst degene die we eerder al bij gezonde mensen hebben gezien. Dan de veranderingen waarvan we denken dat ze geen schadelijke gevolgen hebben. Tot slot zoeken of er genen tussen zitten waar alle patienten een verschil vertonen - daar moet de oorzaak dan liggen. Deze aanpak zal ook werken bij aandoeningen ontstaan door fouten bij het doorgeven van het DNA van ouders naar kind. Zoals u weet krijg iedereen de helft van het DNA van zijn moeder en de helft van zijn vader. Om het door te geven kopiëren vader en moeder hun DNA maar daarbij worden enkele foutjes gemaakt, 1 per 300 miljoen letters per generatie. Eigenlijk ongelooflijk weinig. Maar als zo'n fout op de verkeerde plek zit raakt er een gen defect en ontstaan er problemen met de gezondheid. Door bij een kind met een dergelijke aandoening te zoeken naar één letter die de ouders niet hebben zouden we snel de oorzaak moeten kunnen achterhalen.
Deze kopieerfouten zijn ook de reden waarom identieke tweelingen (en klonen) helemaal niet identiek zijn - ze verschillen als ze één cel oud zijn al op 10-20 plaatsen in hun DNA. Al staan we daar zelden bij stil, wij zijn als mensen slechts kopieerfouten van onze verre voorouders, de apen. En vergeet niet, in ons lichaam stopt dit proces niet na de eerste deling, elke volgende voegt weer een zelfde aantal verschillen toe. Van de 100-duizendmiljard cellen in ons lichaam zijn er waarschijnlijk geen twee hetzelfde. Omdat ons DNA maar 3 miljard letters bevat, leert de simpele rekensom dat die allemaal meerdere keren geraakt zullen zijn, ergens in ons lichaam. Gelukkig raken de meeste fouten geen belangijke informatie en maakt het niet uit als in een huidcel op mijn vinger het Duchenne gen defect is, dat gen heb ik daar niet nodig.
Recente gegevens, waarbij het DNA uit gezonde cellen werd vergeleken met dat uit tumorcellen van één persoon, bevestigen deze getallen. Eer werden tussen de 4000 en meer dan 100.000 kopieerfouten aangetroffen. Nu we steeds gevoeliger kunnen meten, èn losse DNA-draden af gaan lezen, dienen we wel rekening te houden met de ruis die dit geef. Een deel van de fouten die we aantreffen zijn toevalstreffers, alleen aanwezig in die ene cel. Ik verwacht dat als we dieper graven dat zal blijken dat deze toevallige variaties bij meerdere gezondheidsproblemen een rol spelen. In feite kennen we daar al voorbeelden van. Sommige patienten met Becker spierdystrofie blijken in de spier een fout in het DMD gen te hebben, die in het bloed en op andere plaatsen in het lichaam niet te zien is.

Een andere recente ontdekking in dezelfde richting was dat er veel meer DNA-verschillen tussen mensen aanwezig zijn dan algemeen werd aangenomen. Als we twee mensen vergelijken zien we niet alleen 3-4 miljoen één-letterverschillen, maar ook tienduizenden losse letters die ontbreken of dubbel aanwezig zijn, enorme stukken DNA die de een wel heeft en de ander niet (tot wel 5-10% van alles wat we hebben) en er zitten honderden stukken omgedraaid of op een andere plaats. Deze natuurlijke verschillen maken waarom ieder mens anders is, maar zorgen er ook voor dat het lastig is normaal van niet normaal, en gezond van ziek te onderscheiden. Pakken we het genoom van één mens en stellen de simpele vraag "gezond of niet" dan lopen we door al die verschillen snel vast.
We hebben in Leiden de DNA volgorde van een gezonde vrouw afgelezen. Dat haalde zelfs het 8 uur journaal. De data zijn beschikbaar, maar een artikel met onze bevindingen is er nog niet. We hebben het project uitgevoerd om te laten zien hoe dichtbij de tijd is dat we ook in Leiden het gehele DNA van een mens af kunnen lezen. Toepassing in ons onderzoek en de diagnostiek is dus niet ver weg. De klus klaren was geen probleem; gewoon het apparaat aanzetten en er DNA in stoppen. Voor de analyse liepen we tegen de verwachtte problemen op. We hadden niet genoeg harde schijven om de gegevens op te slaan, en niet genoeg rekenkracht om alles uit te werken. Deze stortvloed aan gegevens is trouwens een nijpend probleem bij alle nieuwe technologiën maar daaraan besteed ik vandaag verder geen aandacht.
Met het analyseren van de miljoenen DNA-verschillen die we aantroffen en het bepalen wat de mogelijke gevolgen daarvan zijn, ziekte-gerelateerd of niet, zijn we nog steeds bezig. We hebben wereldwijd al heel veel kennis verzameld over welke verschillen samengaan met ziekte en welke niet. Helaas is die kennis niet bruikbaar. Een klein deel is te vinden in wetenschappelijke artikelen, minder dan 5%. Een ander deel staat op het internet, in gen-databases. Verzameld door fanatieke enthousiastelingen, zoals ik, die anderen achterna lopen en smeken de hen bekende informatie op te sturen en zo te delen met de rest van de wereld. De meeste informatie is helaas niet bruikbaar, opgeslagen op lokale computers, staat op papier, ligt in bureaulades en is verloren. Doodzonde !. Let wel, mede hierdoor, blijven een deel van de patienten en hun families waarvoor we DNA diagnostiek doen achter in onzekerheid. We vinden bij hen DNA-verschillen die we niet kunnen beoordelen. Mogelijk hebben collega's elders dezelfde verschillen gezien, en kennen zij het antwoord wel, we weten het niet, want ook zij delen hun kennis niet.
De door mij ondersteunde oproep van het Human Variome Project om alle gevonden variaties onmiddelijk via het internet te delen krijgt al jaren positieve reacties, maar er verandert weinig. Men staat er wel achter, maar heeft altijd wel een reden om het toch niet te doen. We zijn daardoor de oorzaak van ons eigen probleem, een probleem dat door de nieuwe sequence-kracht alleen maar zal verergeren. Kunnen we eindelijk al het DNA van de mens bekijken, tot voor kort een droom, nu kunnen we er weinig mee. Lukt het dan met ziekten veroorzaakt door een fout in één gen meestal nog net, we falen hopeloos als het gaat om combinaties van genen en fouten.

Toen ik in 1980 als student 100 DNA letters aflas had ik daar 1000 miljard DNA draden voor nodig. Eergisteren hebben we voor de eerste keer ons nieuwste systeem opgestart, de Heliscope, het eerste apparaat dat daar nog maar één DNA draad, één molekuul, voor nodig heeft. En... hij doet het nog ook, onvoorstelbaar. Maar de ontwikkelingen gaan gewoon door. We hebben recent enkele firmas op bezoek gehad, die in vertrouwen lieten zien wat we de komende jaren kunnen verwachten, o n g e l o f e l i j k. Nog meer A G C en T, nog sneller en nog goedkoper. Dromen we er nu nog van het DNA van een mens voor 1000 Euro af te lezen, over 5-10 jaar kan het voor 100 Euro. Lezen we nu stukjes af van 100 tot 1000 letters achter elkaar, over een paar jaar lezen we 10-duizenden letters aan één stuk. Voor de experts in de zaal, methylering zie je direct, zonder extra stappen. We lezen dan niet meer een paar letters per uur af, maar filmen "live"  hoe een eiwit een DNA streng aan het kopiëren is. Momenteel is voor dergelijke systemen de grootste beperking de lage snelheid van digitale filmcameras en de traagheid van de computer; we zijn niet in staat de gegevens snel genoeg op te nemen en op te slaan. We remmen het aflezen daarom tot 2 letters per seconde, terwijl tot 100 per seconde haalbaar is. Om met dergelijke systemen een menselijk genoom af te lezen duurt dan ook geen maand meer, of een week, het kan in minder dan een dag, waarschijnlijk wel in een uurtje.
Deze ontwikkelingen openen niet alleen ongekende mogelijkheden voor onderzoek, ze zullen ook hun weerslag hebben op ons dagelijkse leven. Het aflezen van DNA wordt een markt waarin miljarden omgaan. We zullen alles af gaan lezen wat er in de natuur te vinden is. Zoals Chinese onderzoekers aankondigden; "smaakt 't goed, we'll sequence it, ziet 't er leuk uit, we'll sequence it" . Wat dat laatste betreft, de DNA-tekst van de panda werd in januari gepubliceerd en ik vrees dat ze ook met onze tulp aan de haal gaan. Ter vergelijking, staan er op het LGTC twee van dergelijke sequencers, verschillende labs in de wereld hebben er meer dan 100. Alleen al het genoomcentrum in Bejing heeft vorige maand 128 sequencers besteld.
Samen met de afdeling Klinische Genetica werken we voortdurend aan het verbeteren van bestaande diagnostische testen. Het moet gevoeliger, sneller en tòch goedkoper. Op dit moment zijn de ontwikkelingen amper bij te houden en piekeren we ons suf over de vraag welke van al die nieuwe mogelijkheden we aan zouden moeten pakken en uitwerken. Als ik zie hoe hard de prijzen voor het aflezen zakken krijg ik steeds meer de indruk dat, uitzonderingen daargelaten, de beste keuze het aflezen van het totale DNA wordt, ook al ben je maar in een paar genen geïnteresseerd. In de eerste plaats wordt het al snel duurder, èn gaat het langer duren, om alleen gebieden van interesse te bekijken. In de tweede plaats krijg je tegelijkertijd een schat aan extra informatie die later voor de patient zeker nog van pas zal komen.
Toepassing van de komende technologie lijkt tevens aantrekkelijk voor de algemene gezondheidzorg. Als het nog maar een paar honderd Euro kost om een genoom af te lezen zouden we dat bij iedereen kunnen doen; als er problemen met de gezondheid zijn, of al bij de geboorte. Probleem is dan natuurlijk dat we ook dingen zullen zien die we mogelijk niet willen weten. Technisch lijkt me dat simpel op te lossen, vergelijkbaar aan de bodyscan op vliegvelden. Om te voorkomen dat iedereen weet hoe het er onder de kleding uitziet, mag alleen de computer de bodyscan zien. Een alarm gaat af wanneer vreemde zaken worden aangetroffen, en de persoon wordt gefouilleerd. Op dezelfde manier kan, na het aflezen van de DNA volgorde, deze in de computer worden opgeslagen. Alleen daartoe bevoegde personen mogen vervolgens informatie opvragen en uitsluitend specifieke informatie; wat is de bloedgroep, is er overgevoeligheid voor stof X of medicijn Y, welk HLA-type, is de patient drager van behandelbare erfelijke ziekten, welke kleur haar, welk huidtype, enz. De hielprik kan electronisch, alleen die ziektes worden bekeken waarvoor een behandeling mogelijk is. Zonder verhoging van de kosten kan de hielprik worden uitgebreid naar aandoeningen waarvoor nu goede testen ontbreken of de kosten te hoog zijn. Na nieuwe ontdekkingen kan in het archief eventueel gekeken worden of er eerder gemiste gevallen tussen zitten.

DNA zal steeds dieper in de samenleving doordringen, de gezondheidszorg wordt persoonsgebonden en krijgt een DNA-basis. Hebt u er al over nagedacht of de dokter uw DNA-volgorde mag bepalen als hij daarom vraagt ?. Bent u van mijn leeftijd, dan zou het over een paar jaar zomaar kunnen gebeuren als er een probleem met uw gezondheid ontstaat. Ik denk dat mijn genoom binnenkort ook wordt afgelezen. Ik zie u al denken; nee, niet op kosten van het LGTC. Ik woon in de wijk Ommoord in Rotterdam waar het ERGO project loopt. Alle mensen boven een bepaalde leeftijd in die wijk worden gevolgd terwijl zij ouder worden. Mijn collegas in Rotterdam hebben daarvoor al mijn genoom gescand, maar ze zijn nog niet tevreden. Vorige week op de ERGO-dag ter gelegenheid van het 20 jarig bestaan van het project, maakten ze duidelijk dat ze niet kunnen wachten alle ERGO-genomen helemaal af te lezen. Gratis voor mij als vrijwilliger.
Met het zakken van de kosten, een factor 3-5 per jaar, zal het ook niet lang meer duren tot er een patient zijn huisarts bezoekt met vragen over zijn genoom. De patient heeft een USB-key bij zich met zijn complete DNA-volgorde, "read in China". Het feit dat de volledige DNA volgorde van de eerste mensen al op internet te vinden is, laat zien hoe snel de tijden veranderen. Op dit moment zijn dat nog meestal bekende onderzoekers, anonieme DNA-gevers van de verschillende volkeren op aarde en mensen die dicht bij de technologie-ontwikkelingen staan. Meestal oudere mannen en één Leidse vrouw. Dit leidt tot interessante situaties. Zoals bekend, je hebt de helft van je DNA gekregen van je moeder, de andere helft van je vader. Zet je je DNA op internet, dan zet je tevens de helft van het genoom van je ouders te kijk, de helft van je broers en zussen en de helft van je eventuele kinderen. Een kwart van dat van je grootouders, ooms en tantens, enz. Elke man die zijn genoom op internet zet, maakt niet alleen zijn Y-chromosoom publiek, maar dat van alle mannen met dezelfde achternaam. Interessante informatie in relatie tot de DNA database met onopgeloste misdaden.
Over het algemeen leeft er denk ik een zekere angst t.a.v. kennis over ons DNA. Het DNA dat we in ons meedragen heeft zeker een mede-bepalende rol op ons leven, maar, uitzonderingen daargelaten, het is niet alles-bepalend. Doordat nu voor steeds meer eigenschappen de erfelijke componenten worden ontrafeld, vergeten we dat wel eens. "Mijn DNA, niks meer aan te doen", zó is het niet. Je DNA geeft kansen en beperkingen mee maar toeval, je opvoeding, de omgeving en wat je doet en laat speelt òok een beslissende rol. Je toekomst ligt niet vast als je je DNA-tekst kent. Waarvoor kiest u ?; voor een onbekende die plannen met je heeft die je niet kent, of ben je beter af als je weet wat je DNA wil. Je kunt daar dan rekening mee houden, je er tegen verzetten of er juist gebruik van maken. Zegt je jonge DNA "geen zin in school en huiswerk", ouderlijk DNA heeft geleerd "school is leuk en huiswerk belangrijk". Het wordt tijd iedereen aan deze veranderingen te laten wennen, met name onze jeugd. Zij zullen zeker met DNA-keuzes te maken krijgen. Dus, al in het basisonderwijs; van de bijtjes, de bloemetjes, en het DNA. Èn, erfelijkheid in de CITO-toets.

Een taak die direct verbonden is aan een academische omgeving, is voorlichting en onderwijs. Nadat de faciliteit een nieuwe technologie heeft binnengehaald, moeten we zien gebruikers te krijgen. Onderwijs dus, uitleggen wat de technologie kan, voorlichtingsbijeenkomsten organiseren, onderzoekers direct benaderen, enz. Een volgende stap is, als er gebruikers zijn, uitleggen hoe je het experiment uitvoert, "Vergeet je controles niet !", en hoe je de gegevens uitwerkt. Mijn eigen medewerkers zijn de eerste experts op dat gebied en worden al snel overvraagd door anderen. Om hen te ontlasten gaan we zo snel mogelijk over tot het geven van cursussen en het organiseren van gebruikersgroepen. Bekende voorbeelden zijn Array-NL, SNP-NL en recent Next-Gen-Seq. In het begin zijn deze cursussen erg experimenteel, we weten dan zelf ook nog niet hoe het allemaal werkt. Dat deze cursussen in een behoefte voorzien blijkt wel uit feit dat veel meer mensen deel willen nemen dan we plaatsen hebben. Bij aanvang worden de deelnemers wel verrast door onze vraag "En, wat denkt u dat wij gaan behandelen ?". We zorgen er dan voor dat een flexibele groep onderzoekers alle reacties in de stof verwerkt zodat de deelnemers met een tevreden gevoel naar huis gaan. Ondanks deze vreemde start worden de cursussen zeer gewaardeerd en na enkele jaren verhuizen ze naar het reguliere onderwijs. Op dat gebied werken wij met plezier samen met het Hoger Beroeps Onderwijs, met name de hogescholen in Breda en Leiden. Op zoek naar extra uitdagingen voor het onderwijs, met name de bioinformatica, hebben we met beide scholen recent iets unieks gedaan. We hebben het totale DNA afgelezen van twee organismen, voor elke school één. Beide scholen gebruiken dit nu in hun onderwijs. Studenten kunnen de unieke ervaring meemaken om een DNA-code op het scherm te toveren die niemand in de wereld voor hen heeft gezien. Al is hier weinig ruchtbaarheid aan gegeven, ik ken geen voorbeeld waar een andere school elders in de wereld een onbekend genoom heeft afgelezen.

Mijn werkomgeving in Leiden, het LUMC, is een unieke plek om te werken. De mogelijkheden die we krijgen zijn geweldig, collega's in den lande kijken ongetwijfeld wel eens met een jaloerse blik naar onze mogelijkheden. De bereidheid tot investeren in nieuwe techologie is te prijzen. Dit betekent niet dat er geen verbeterpunten zijn. Het is jammer dat een investering alleen voor het apparaat is en niet wordt vergezeld van zaaigeld. Dit geld zou, middels een open inschrijving, kunnen worden toegekend aan die onderzoekers die met de beste plannen komen voor eerste gebruik. Dat zal ongetwijfeld renderen. De onderzoeker kan als eerste met gegevens komen ter ondersteuning van een innovatieve subsidieaanvraag, waar de kritiek toch vaak is "laat 'ns wat eerste data zien". Daarnaast komen we met die ondersteuning eerder tot publiceren, want ook daarvoor geldt; zonder geld geen proeven. We benutten nu denk ik te weinig de kans een voorsprongetje te nemen op onze collega's. Sterker, deze weten het LGTC prima te vinden als er wat nieuws staat. Regelmatig publiceren we eerder met collega's van buiten dan van ìn Leiden.
Wil het LUMC mij de komende jaren tevreden houden dan is dat niet zo moeilijk denk ik. Mijn ouders zitten hier, ik ben dus eigenlijk nog een kind. Iedereen weet hoe je kinderen, vooral jongetjes, gemakkelijk tevreden kunt houden; geef ze regelmatig een nieuw speeltje. Laten we zeggen elke 2 jaar één en u hoort mij niet klagen. Voor over een jaartje heb ik een eerste wens, een koopje nog geen ¾ miljoen, inderdaad de volgende generatie sequencer. Ik heb u er al over verteld. Een ideale investering voor het LUMC.
Moderne onderzoekers wordt geleerd dat zij hun onderzoek te gelde moeten maken, valoriseren. Diverse cursussen worden aangeboden om ons te trainen en dat werpt zijn vruchten af. Het is denk ik wel goed dat we voor de stroomlijning in dit huis niet alleen de onderzoekers deze training geven. Er valt nog wel winst te behalen als een extra computeraansluiting, de bestelling van een niet-standaard kantoorcomputer of simpel het verzoek om een extra stopcontact vlotter afgehandeld kunnen worden. Ook op financieel vlak liggen er nog wel verbeterpunten, niet gek als je bedenkt dat de omzet van het LGTC jaarlijks met 7 cijfers wordt geschreven.

Dankwoord
Tenslotte een woord van dank. Ik wil U, mijnheer de Rector Magnifcus, het College van Bestuur van de Universiteit Leiden en de Raad van Bestuur van het Leids Universitair Medisch Centrum hartelijk danken voor het vertrouwen dat zij in mij stellen. Een woord van dank ook aan mijn eerste leermeesters, collegas Schoenmakers en Koning -beiden helaas niet meer onder ons- en Rob Moormann. Zij hebben het sluimerende onderzoekersvuurtje in mij laten ontbranden. In Leiden kon ik het niet beter treffen dan met mijn begeleider en leermeester, collega van Ommen. Zoals bleek hadden we een gedeelde passie, onderzoek & nieuwe technologie. Gert-Jan je enthousiasme blijft een enorme stimulans. Ik waardeer de aanpak "we'll cross that bridge when we reach it"; niet te lang overleggen, gewoon beginnen en kijken hoe ver we komen. Je hebt een ongeëvenaarde werklust en bent de beste PR man die men zich voor zijn onderzoek kan wensen. Collegas Bakker en Breuning voorzien mij telkens weer van uitdagingen om onze technologie op uit te testen, direct toegepast ten bate van de vele patienten. Met mijn vaart en jullie rem gaan we denk ik een mooi tempo vooruit.
Door het LGTC is het aantal samenwerkingen dat ik binnen en buiten het LUMC heb zo groot geworden dat ik ze onmogelijk allemaal kan noemen. Ik hoop nog jaren met deze gebruikers door te kunnen gaan. Bespreken we de plannen op mijn kamer dan kennen jullie inmiddels mijn antwoord al; "Ja, dat kan, doen !".
Dank ook aan de andere groepsleiders binnen de afdeling, jullie steun, door de jaren heen, voor al die wensen van de faciliteit worden zeer gewaardeerd. Klop gerust nog vaker aan met wilde ideeën en onderzoeksplannen.
I am very proud of the group of enthusiastic people from all over the world that currently work in Lab-J. At this moment you are a group of over fifty people. Many others have been part of Lab-J in the past. Unfortunately there is no time to mention you all individually. Note however that your hard work with Duchenne, arrays, sequencing, gene expression, ChIP, methylation, LGTC, colon cancer, exon trapping, splicing, exon skipping, heart development, YAC, Huntington disease, KFSD, TOD, target enrichment, bioinformatics, biostatistics, biosemantics, myostatin, proteomics, LOVD, gene variant databases, mdx and hDMD mice, and more were the basis on which we acquired research grants, scientific publications and invitations world-wide to present our achievements. Trained as a lab scientist I envy you all. While you do the interesting stuff, I am forced to work behind my desk, doing all the paperwork and solving problems you didn't know they existed. At the moment I face a large pile of your production; manuscripts, grant applications and thesis. Excellent, keep going!. Wat het papierwerk betreft, daar mag ook de geweldige steun van ons secretariaat zeker niet onvermeld blijven.
 Tot slot mijn naaste familie. Ik ben vooral blij dat mijn beide ouders er bij kunnen zijn. Ik kreeg alle vrijheid om mijn eigen keuzes te maken. De start baarde vooral mijn vader zorgen. Met zo'n goed stel hersens dienst weigeren en dan ook nog geen medicijnen maar biologie gaan studeren, dat kon niks worden. Exact vandaag is het jullie 56e trouwdag. Ik hoop dat ik die van 'n extra feestelijk tintje heb kunnen voorzien. Ook mijn schoonfamilie is aanwezig. Hannie, het duurde héél lang voor ik je vond, een geweldige vriendin en partner. Een lot uit de loterij, winnend. Na mijn jarenlange studie over DNA en erfelijkheid kon ik je overhalen een gewaagd experiment uit te voeren. En het slaagde, èn hoe !. Met Mirai en Bob er bij heb ik een geweldig gezin, mijn droom is uitgekomen. Ik ben een bevoorrecht mens.

En u toehoorders, wilde onderzoeksplannen, de faciliteit staat ook voor u open. Geboeid door het werk dat wij doen ?!. Breng het over aan uw kinderen of kleinkinderen, zorg ervoor dat ze een beta-richting kiezen en naar Leiden komen !.

Ik heb gezegd.