Het iGEM-team van de Universiteit van Rochester heeft gewerkt aan een niet-invasieve endometriosetest. Endometriose is een pijnlijke chronische ziekte die momenteel alleen kan worden gediagnosticeerd door middel van laparoscopische chirurgie. De test kon voor vroegere diagnose voor miljoenen vrouwen met de voorwaarde toestaan., (Getty Images photo) de nieuwe endometriosetest, ontwikkeld door bachelorstudenten van de Universiteit van Rochester in de biologische wetenschappen, zou de noodzaak voor chirurgie voor endometriosediagnose elimineren.
endometriose feiten
Het iGEM-project van de Universiteit van Rochester probeert een dringende kwestie rond endometriose aan te pakken: het was historisch gezien zeer moeilijk om een diagnose te stellen, vooral vanwege een gebrek aan kennis over de ziekte zelf.,”clinici krijgen zeer weinig of geen opleiding in de medische school en residenties over deze aandoening, daarom worden de symptomen en klachten vaak niet herkend of afgewezen,” zegt Ashley Gubbels, een minimaal invasieve gynaecologische chirurg en assistant professor of obstetrics and Gynaecology in Rochester ‘ s Medical Center.
Wat is endometriose?het weefsel dat de baarmoeder verbindt wordt het endometrium genoemd. Normaal gesproken, als een vrouw niet zwanger wordt, wordt dit weefsel elke maand tijdens haar menstruatie vergoten., In endometriose, weefsel dat eruit ziet en fungeert als endometrium Weefsel implantaten buiten de baarmoeder. Dit misplaatste weefsel reageert op de hormonale veranderingen van de menstruatiecyclus. Het bouwt op, breekt af, en bloedt, waardoor het omliggende weefsel ontstoken of gezwollen raken.
Wat veroorzaakt endometriose?de oorzaken van endometriose zijn onbekend. Sommige onderzoekers geloven dat het genetisch kan zijn, terwijl ander onderzoek kijkt naar de rol die het immuunsysteem kan spelen.
Wat zijn de symptomen van endometriose?,”de grootste misvatting onder zowel patiënten als clinici is dat men vermoedt dat men een pijnlijke menstruatie heeft, gevolgd door de overtuiging dat endometriose alleen maar pijnlijke menstruaties veroorzaakt”, zegt Gubbels. “Endometriose veroorzaakt symptomen in meerdere systemen.”Hoewel elke vrouw de symptomen kunnen verschillen, enkele van de meest voorkomende symptomen van endometriose zijn pijn en krampen in de buik of onderrug, zware menstruatie, vermoeidheid, onvruchtbaarheid, pijnlijk plassen en/of stoelgang tijdens uw menstruatie, en misselijkheid.
Hoe wordt endometriose gediagnosticeerd?,laparoscopische chirurgie is momenteel de enige endometriosetest om een endometriosediagnose te verkrijgen. Een dunne buis met een lens en een licht aan het einde wordt ingebracht in een incisie in de buikwand van de patiënt, waardoor de chirurg in het bekkengebied kan kijken. “Definitieve diagnose van endometriose vereist histologie van laparoscopische biopten, een invasieve procedure,” Gubbels zegt. “Het iGEM-project van de Universiteit van Rochester streeft naar een niet-invasieve diagnostische test. Dit kan een eerdere diagnose voor miljoenen vrouwen mogelijk maken.”
Hoe wordt endometriose behandeld?,
behandelingskeuzes omvatten geneeskunde, chirurgie, of beide. Als de symptomen mild zijn, kan de patiënt alleen pijnmedicatie nodig hebben. In andere gevallen, hormoon-gebaseerde medicijnen, zoals anticonceptiepillen, kunnen endometriose vertragen. Gubbels zegt echter: “er is een misvatting dat anticonceptie de ziekte behandelt. Anticonceptie helpt alleen om de symptomen te beheren en helaas is er geen genezing.”Laparoscopische chirurgie kan een optie zijn voor het verwijderen van abnormale weefselgroei.,
bron: University of Rochester Medical Center Health Encyclopedia
toen Meghan Martin ‘ 21, een biochemie en Amerikaanse Gebarentaal dubbele major, was een tweedejaars op de middelbare school, begon ze intense, chronische pijn te ervaren. Een fervent loper en voetballer, ze werd kreupel door krampen, misselijkheid, en rug spasmen die haar niet in staat om deel te nemen aan de sporten die ze hield.
” Ik ben altijd erg actief geweest, maar ik zou naar de praktijk gaan, en dan zou ik thuiskomen en moeten gaan liggen omdat mijn rug zo erg zou spasmen, ” zegt Martin., “Ik begon over te geven omdat ik zo misselijk was en zoveel pijn had.”
aanvankelijk toen ze hulp zocht, vertelde haar arts haar dat het gewoon menstruatiekrampen waren en dat ze aspirine moest nemen en extra rust moest krijgen. Haar moeder voelde echter dat er meer aan de hand was. Na wat online onderzoek, vond ze dat haar dochter vertoonde symptomen die kenmerkend zijn voor endometriose, een chronische ziekte waarbij weefsel vergelijkbaar met het weefsel dat normaal lijnen de binnenkant van de baarmoeder groeit buiten de baarmoederholte.,
De enige manier om zeker te weten of Martin de aandoening had, was echter door haar te laten opereren.
” toen ik hoorde dat ik een operatie moest ondergaan om dit uit te zoeken, was ik als ‘nee, Ik wil dit niet doen,’ ” zegt Martin. “Ik heb eerder geopereerd voor andere dingen, maar het was mijn laatste jaar van de middelbare school op dat moment. Ik dacht: ‘Dit klinkt belachelijk, ik heb nog nooit van endometriose gehoord.,””
vandaag wordt ongeveer 1 op de 10 vrouwen wereldwijd getroffen door endometriose tijdens hun voortplantingsjaren, maar invasieve laparoscopische chirurgie is de enige huidige techniek die wordt gebruikt om de ziekte te diagnosticeren en vervolgens te behandelen. Wegens een gebrek aan bewustzijn van de voorwaarde en van onderzoek op het gebied, kunnen veel vrouwen een vertraging in diagnose van tot 11 jaar vanaf het begin van symptomen ervaren. Dat kan meerdere jaren bekkenpijn, ernstige krampen en mogelijke onvruchtbaarheid betekenen terwijl endometriumachtig weefsel buiten de baarmoeder groeit.,
Probleem oplossen, met synthetische biologie te maken van een endometriose testen
Nello Gu ’21 werkt op het inklapbare UV-sterilisator design, onderdeel van het project is het ontwikkelen van een niet-invasieve, goedkope test om de diagnose endometriose (Universiteit van Rochester foto / Meghan Martin)
Voer de Universiteit van Rochester International Genetically Engineered Machines (iGEM) team.,begin 2020 lanceerde Rochester een klas bestaande uit 12 studenten om deel te nemen aan een wereldwijde competitie voor synthetische biologie met als doel een reëel probleem op te lossen met behulp van innovatieve biologische ideeën. (Synthetische biologie omvat het creëren van nieuwe biologische onderdelen of systemen met behulp van materialen die al in de natuur.) Tijdens de iGEM wedstrijd—dit jaar gehouden 14-21 November-de studenten presenteren aan een panel van rechters de projecten die ze hebben ontworpen en uitgevoerd.,Martin was lid van het iGEM-team van Rochester en stelde, op basis van haar eigen ervaring, de groep voor om het moeilijke probleem van endometriosediagnose als hun project aan te pakken.
” Ik dacht aan endometriose omdat het een groot probleem voor mij was, en ik wist dat het een gebied was dat niet veel significant onderzoek had, maar dat significant onderzoek nodig had,” zegt ze.het iGEM-team van Rochester wordt geadviseerd door Anne S. Meyer, een universitair hoofddocent biologie, die als adviseur diende voor de iGEM-teams aan de Universiteit Delft in Nederland, waar ze doceerde voordat ze naar Rochester kwam., Onder haar leiding ontvingen de TU Delft iGEM teams vele opmerkelijke prijzen, waaronder de grote prijs op de iGEM competitie in 2015.
” iGEM is zo uniek als een onderzoekservaring voor studenten, omdat de studenten met een project van hun eigen keuze komen,” Meyer zegt. “iGEM-projecten lopen slechts negen maanden, wat een zeer korte tijd is om te brainstormen, plannen en uitvoeren van een gloednieuw wetenschappelijk project.,”
COVID-19 presenteert een unieke uitdaging
na de beslissing dat endometriose het onderwerp van hun project zou zijn, bracht het Rochester iGEM-team de volgende maanden door met het ontwikkelen van een nieuwe endometriosetest voor het diagnosticeren van de ziekte.
toen COVID-19 aan het begin van het jaar toesloeg, werd het team geconfronteerd met extra uitdagingen omdat ze gedwongen werden om het grootste deel van hun onderzoek online uit te voeren en vergaderingen te houden via Zoom. Ze hadden ook geen toegang tot laboratoria om hun ontwerpen te testen.,
” een van de andere uitdagingen waar we voor stonden was dat we de hele zomer in-person wet lab moesten hebben om ons ontwerp te ontwikkelen en te optimaliseren, maar we kwamen pas in de herfst in het wet lab, ” zegt Martin. “We hebben al onze eerste testen gedaan, maar we hebben nog geen kans gehad om deze hele test samen te stellen”
hoewel de pandemie veel van de testplannen veranderde, ontwikkelde de groep gedetailleerde geschreven protocollen voor het uitvoeren van experimenten en het oplossen van problemen die zich kunnen voordoen.,
een nieuwe endometriosetest
het apparaat dat door het Rochester iGEM-team is ontwikkeld, is gebaseerd op het detecteren van zes biomarkers in menstruatievloeistof die wijzen op endometriose.
het team creëerde een nieuw type menstruatiebeker om monsters van menstruatievocht van endometriosepatiënten te verzamelen en een laterale flow assay—vergelijkbaar met een zwangerschapstest—die van kleur verandert op basis van de aanwezigheid of afwezigheid van de zes biomarkers in het menstruatiemonster. Dit omvatte het gebruik van een stam van Escherichia coli (E. coli) bacteriën om de antilichamen te produceren die nodig zijn om elke biomarker te ontdekken.,
” Het synthetische biologie deel kwam binnen toen we dit plug-and-play antilichaam systeem creëerden, ” zegt Martin. “Je hebt twee antilichamen nodig om elke biomarker te detecteren, en dit zou normaal gesproken het duurste deel van de test zijn. In plaats daarvan gebruikten we bacteriën om op een goedkope manier antilichamen aan te maken.”
het team ontwikkelde ook een beeldstation om de werkelijke hoeveelheid biomarkers in een monster te bepalen met alleen een mobiele telefooncamera.,
Rochester iGEM teamleden bereiden zich voor op hun definitieve presentatie als onderdeel van de International Genetically Engineered Machine competition. Van links: Emily Schiller ‘ 21, nello Gu ’21, Emily Laskey’ 21, Zivile Vebraite ‘ 22, en Gabe Isaacson ’21. Niet afgebeeld: Ethan Chen ’21, Linh Hoang’ 22, Isabel Lopez-Molini ’22, Meghan Martin ’21, Helen Shammas ’22, Heather Shi ’22, en James Tang ’21. (University Of Rochester photo / Meghan Martin)
De Groep voorziet artsen die patiënten de menstruatiebeker geven., De patiënt nam de beker mee naar huis en verzamelde een menstruatiemonster tijdens haar volgende menstruatie. De patiënt zou dan het monster terug naar de arts brengen, en de arts zou de endometriosetest uitvoeren.
Deze goedkope, niet-invasieve endometriosetest zou chirurgie als diagnostische test kunnen aanvullen of zelfs vervangen, waardoor ze toegankelijker wordt voor vrouwen over de hele wereld.
Het team van Rochester ontwikkelde bovendien hulpmiddelen voor endometriose-educatie voor artsen en het grote publiek om het bewustzijn van de ziekte te vergroten en verder onderzoek aan te moedigen., Een van deze hulpmiddelen is een voorspellend model met 42 variabelen die kunnen worden gebruikt om een zelfbeoordeling uit te voeren alvorens een arts te raadplegen of als een klinisch hulpmiddel om een fysieke test aan te vullen. Het educatief materiaal van het team, dat ze in veel verschillende talen hadden vertaald, is allemaal beschikbaar in een open-access formaat.,
” we hebben geleerd dat veel endometriose-patiënten zich pas jaren later bewust waren van hun ziekte, omdat niet alleen de patiënten zelf niet bewust waren, maar ook de artsen niet waren opgeleid over de ziekte,” zegt Heather Shi ’22, een Major Op het gebied van microbiologie en gezondheid, gedrag en samenleving, die lid is van het iGEM-team van Rochester.
het werk van het team is gedocumenteerd en beschikbaar op hun wikipagina, een formaat dat toekomstige studenten of ontwikkelaars in staat stelt om het ontwerp op te nemen en voort te bouwen op de ideeën.
een ‘echt lonende’ ervaring
vandaag is de gezondheid van Martin veel verbeterd., Na het ondergaan van laparoscopische chirurgie tijdens haar laatste jaar van de middelbare school, haar rugpijn en intense krampen verdwenen slechts twee weken na de operatie. Maar ze beschouwt zichzelf als een van de gelukkigen.
“Ik dacht dat het een onnodige operatie was,” zegt ze. “Ik dacht niet dat ik endometriose had, en ik zou weken zonder reden moeten herstellende zijn van een operatie. In mijn geval had ik het geluk om de resultaten te hebben en het endometriosisweefsel te laten verwijderen.”
ze hoopt dat Rochester ‘ s iGEM project uiteindelijk kan helpen verlichten sommige van deze stress voor anderen.,
“het meest lonende voor mij over dit project is het verspreiden van bewustzijn over de ziekte,” zegt Martin. “Meestal als ik mensen voor het eerst benader over endometriose, weten mensen er niets van. Het feit dat ik werk aan een ziekte die mij persoonlijk heeft getroffen, en nog steeds in staat ben om vooruitgang te boeken in het onderzoek en over de ziekte te leren en anderen te onderwijzen, is echt de moeite waard geweest.,”
2020 iGEM competition update
(Met dank aan het iGEM team van de Universiteit van Rochester)
bijgewerkt op 23 November 2020: met de afsluiting van de wedstrijd van dit jaar is het iGEM-team van Rochester grondig erkend voor hun prestaties met een gouden medaille en verschillende onderscheidingen. In totaal namen 248 teams deel aan de jamboree van dit jaar. Van de 42 teams uit Noord-Amerika behaalde het Rochester team de meeste prijzen en nominaties in totaal met vijf nominaties en twee awards.,
de resultaten van het team zijn onder meer:
- Inclusivity Award
- Best Diagnostic Undergraduate Project
- Best Software Nominee
- Best Integrated Human Practices Nominee
- Best Education Nominee
bekijk de volledige resultaten online.
onderzoekers creëren kunstmatige parelmoer met behulp van bacteriën., Rochester biologen hebben een innovatieve methode ontwikkeld voor het maken van nacre in het lab—en misschien op de maan. 
zal uw toekomstige computer worden gemaakt met behulp van bacteriën?grafeen is een revolutionair nanomateriaal, waarvan de ontdekking leidde tot een Nobelprijs. Door grafiet met bacteriën te mengen, maken wetenschappers van Rochester grafeen gemakkelijker en milieuvriendelijker te produceren, wat de weg vrijmaakt voor toekomstige producten en toepassingen., 
a route to better antibiotica: understanding ‘stressed bacteria’bioloog Anne S. Meyer ‘ s onderzoek naar de mechanismen achter de reacties van bacteriën kan leiden tot effectievere antibiotica en minder resistentie tegen antibiotica.