Inzoomen op individuele cellen – Promotie Kim de Luca

Elke cel in ons lichaam draagt ​​dezelfde genetische code in zijn DNA. Toch verschillen cellen enorm qua vorm en functie, omdat ze de informatie in het DNA anders interpreteren. Hierdoor kan elke cel zich specialiseren in zijn specifieke rol. Zelfs processen die in bijna alle cellen aanwezig zijn, zoals DNA-reparatie, kunnen per cel verschillen.

Cellulaire diversiteit

Bij onderzoek naar cellulaire processen is het daarom belangrijk om in te zoomen op individuele cellen, in plaats van groepen cellen te bestuderen. Interessante verschillen tussen cellen zouden anders over het hoofd kunnen worden gezien, omdat ze ‘verborgen’ blijven achter het gemiddelde. Daarom wilde De Luca methoden ontwikkelen voor dit soort ‘single cell’-onderzoek. Hierbij wilde ze vooral meer te weten komen over de individuele verschillen in DNA-organisatie, -regulatie en -reparatie.

Tijdens haar PhD slaagde De Luca erin een aantal van zulke ‘single cell’-methoden te ontwikkelen. Met deze nieuwe technologieën kunnen wetenschappers onderzoeken hoe het DNA en specifieke eiwitten op elkaar inwerken, om inzicht te krijgen in allerlei processen in de cel. De hoge resolutie van deze technieken geeft een veel duidelijker beeld van de diversiteit aan cellen dan voorheen mogelijk was. Voor dit werk werd De Luca dit jaar door MIT Technology Review aangewezen als finalist van ‘Innovators under 35’.

‘Repair cafés’ voor DNA

Met deze nieuwe methoden heeft De Luca DNA-reparatie tot in detail bestudeerd. “DNA kan beschadigd raken tijdens normale celprocessen, maar ook door externe factoren zoals UV-straling en chemicaliën. Gelukkig beschikken cellen over verschillende mechanismen om deze schade te repareren,” legt De Luca uit. Dit is belangrijk, omdat niet-herstelde schade kan leiden tot mutaties, die ziekten als kanker kunnen veroorzaken. De Luca kwam erachter dat elke cel schade op een andere manier repareert. Ze ontdekte ook dat beschadigde DNA-regio’s samenkomen, alsof ze zich verzamelen in ‘repair cafés’ in de cel.

Individuele kankercellen

Als wetenschappers meer inzicht krijgen in de details van DNA-reparatie, zou dat in de toekomst kankerpatiënten kunnen helpen. “Als we bijvoorbeeld begrijpen hoe verschillende kankercellen hun DNA repareren, zouden de behandelingen preciezer kunnen worden en specifieker kunnen worden afgestemd op hoe iemands tumor reageert,” zegt De Luca. Om dit te bereiken, moeten onderzoekers de ‘single cell’-methoden verder ontwikkelen tot praktische diagnostische instrumenten voor medische professionals.

Een boeiende, uitdagende reis

De Luca omschrijft haar PhD als intens en onconventioneel. “Het duurde lang en er waren veel omwegen,” zegt ze. Een wetenschappelijk hoogtepunt voor haar was weten dat je voor het eerst iets ziet, wat nog niemand ooit heeft gezien. Op sociaal vlak waren haar collega’s, die goede vrienden zijn geworden, erg belangrijk voor haar. “Een PhD valt of staat echt met je collega’s.”

Natuurlijk waren er ook uitdagingen. Een van de grootste in De Luca’s ervaring is de manier waarop academisch succes wordt gedefinieerd. “Dat wordt nog steeds voornamelijk bepaald door het aantal publicaties dat je hebt en hun impact. Maar het publicatieproces is compleet disfunctioneel en je bent afhankelijk van veel factoren waarover je geen controle hebt. Ik vond het erg moeilijk om mijn weg te vinden in de dualiteit dat academisch succes geen weerspiegeling is van mijn competentie als wetenschapper, maar op die manier wordt gemeten,” aldus De Luca.

Niet “zomaar een baan”

Haar advies aan wie overweegt te gaan promoveren? “Bedenk waarom je wilt promoveren. Als het simpelweg is omdat het de volgende logische stap lijkt of je weet niet zeker wat je wilt, dan zou ik even een stapje terug doen en daarover nadenken. Een PhD is niet “zomaar een baan”, omdat er een extra beloning wordt verwacht, de titel, in ruil voor je investering. Maar je kunt altijd besluiten dat het niets voor jou is, zelfs nadat je bent begonnen. Dat is absoluut geen falen. En je kunt er later altijd nog voor kiezen om te promoveren als je eerst iets anders doet!”

Promoveren gaf De Luca uiteindelijk veel voldoening, met leuke, spannende momenten, maar ook flinke uitdagingen. “Daardoor heb ik vertrouwen in mijn doorzettingsvermogen en veerkracht om dingen tot een goed einde te brengen,” concludeert ze.