DOSP-VHR-001312 | Uitbreiding van het Bio-informatica Kenniscentrum (BiKC)

Veel hogescholen, laboratoria en bedrijven hebben niet de kennis, expertise of middelen om een fulltime bio-informaticus aan te nemen. Het Bio-informatica Kenniscentrum (BiKC) speelt hierop in met praktijkgericht onderzoek en dienstverlening. Op maat gemaakte applicaties kunnen worden ontworpen om biomedische en biotechnologische gegevens te analyseren en visualiseren, al dan niet in combinatie met databases voor gegevensopslag en gegevensbeheer en/of AI voor gegevensverwerking.

In samenwerking met de opleiding Biomedische Laboratoriumtechnologie (BLT) beschikt het kenniscentrum over een nanopore lab voor nanopore technologie. Deze nieuwste generatie sequencing technologie laat toe in realtime de code van DNA en RNA in elk soort staal te analyseren. Afhankelijk van de toepassingen kunnen er totaaloplossingen geboden worden voor zowel wet lab als dry lab analyses.

Om de staalanalyses voor bedrijven, ziekenhuizen en andere hogescholen te blijven garanderen en zelfs uit te breiden, wordt - met de steun van VLAIO - in 2023 een high performance server aangekocht om big data van experimenten en staalanalyses te bewaren en verwerken. Daarnaast komt er nog extra labo apparatuur.

De onderzoeksinfrastructuur zal gehuisvest worden in het Nanopore Lab en het Bio-informatica kenniscentrum (BiKC) op de Howest campus Brugge Station en zal in werking gesteld, beheerd en onderhouden worden door de vier onderzoeksmedewerkers van het BiKC.

De Vlaamse hogescholen bouwen hun kennis en expertise uit via praktijkgericht wetenschappelijk onderzoek (PWO) en brengen innovaties in de praktijk in samenwerking met hun werkveld. De voorbije twee jaar heeft het BiKC via het PWO NanoDeTech reeds ingezet op nanopore sequencing. De focus hierbij lag op targeted sequencing en microbiële identificatie, waarvan beide toepassingen hebben binnen de (gepersonaliseerde) gezondheidszorg.

Ter navolging van dit onderzoek aan Howest, werd in september 2022 gestart met een nieuw PWO project MetaTec. Hierbij wordt opnieuw ingezet op nanopore sequencing, maar met complexere stalen, namelijk metagenomics stalen (stalen die meerdere organismen bevatten om te identificeren). Hierdoor kunnen ook meerdere toepassingen en sectoren worden aangesproken (e.g. klinische stalen uit de medische sector, water- en bodemstalen binnen de agro- en biotechnologie en ecologie- en milieusector). Door de complexiteit van de stalen en data wensen we een verdere verbetering van de apparatuur voor het nanopore lab.

De extra toestellen laten toe om relevante micro-organismen zoals bacteriën beter te kunnen cultiveren, stalen beter te bewaren, om beter DNA te kunnen extraheren uit deze stalen en om uiteindelijk ook de capaciteit van DNA bepalingen door middel van de nieuwste generatie nanopore sequencing technologie te verhogen. Het nanopore lab investeert zelf in automatisatie van de staalvoorbereiding door de aankoop van een OT-2 open source pipetteer robot. De extra thermocycler module die we aanvragen voor de robot laat toe dat deze ingezet kan worden op meerdere praktische toepassingen.

Binnen de Howest PWO projecten zijn onder andere meerdere Vlaamse ziekenhuizen partner. Met de uitbreiding van de onderzoeksinfrastructuur in het BiKC zullen we de innovatieve waarde van de nanopore sequencing technologie voor diagnostiek binnen de gezondheidszorg nog beter en vooral sneller kunnen onderzoeken en ondersteunen.

De onderzoeksinfrastructuur wordt ook gebruikt in het praktijkgericht onderzoek van andere hogescholen waarmee we samenwerken. Het onderzoekcentrum Health and Water Technology aan HoGent gebruikt nanopore sequencing voor hun faagonderzoek en voor karakterisering van de fagen, bacteriën en micro-algen in het kader van onder andere faagtherapie en biologische waterzuivering. Het BiKC zal hen helpen bij hun staalvoorbereidingen en data analyses. Aan de Karel de Grote Hogeschool (KdG) wordt praktijkgericht onderzoek verricht naar optimalisatie van cryopreservatie. Via de bio-informatica analyse van publiek beschikbare data helpen we hen merkers te identificeren die binnen hun onderzoek kunnen getest worden. Het expertisecentrum Agro- en Biotechnologie van hogeschool Vives maakt voor hun genetische analyses van yacon gebruik van de onderzoeksinfrastructuur van het BiKC.

De komende jaren zal binnen het PWO project MetaTec ook een workshop georganiseerd worden waarbij werkveldpartners met hun staal naar het nanopore lab van het BiKC kunnen komen om onder begeleiding de ganse workflow zelf te doorlopen. Bedrijven kunnen bij het BiKC terecht met hun onderzoeksvragen waarbij er momenteel al samenwerkingen zijn met Emma.health/Leadlife, Poulpharm, Belgisch Diabetes Register en Brouwerij B. Het bedrijf Emma.health/Leadlife geeft lifestyle advies op basis van persoonlijke data zoals biomerkers en DNA. Het BiKC onderzoekt via quality- en cross checks de wetenschappelijke onderbouwing van de genetische DNA variaties. Het Belgisch Diabetes Register (BDR) is een nationaal samenwerkingsverband tussen pediaters, endocrinologen en patiëntenverenigingen die nieuwe type 1 diabetespatiënten registreren en aan risicobepaling doen bij eerstegraadsverwanten. In samenwerking met het BDR onderzoekt het BiKC een snellere, meer kost-efficiënte en accurate genotypering via targeted nanopore sequencing om zo DNA variaties gelinkt aan type 1 diabetes beter in kaart te brengen.