Interview met Kate Stanley

Kate Stanley doet een doctoraatsstudie bij professor Joris Vermeesch in het Laboratorium van Cytogenetica en Genoomonderzoek (Centrum Menselijke Erfelijkheid). Om meer inzicht te geven in wat een doctoraatstudie precies inhoudt, gingen wij met haar in gesprek. In dat gesprek kwamen we meer te weten over haar onderzoek, dat zich vooral richt op hoe celvrij DNA gebruikt kan worden om aandoeningen tijdens de zwangerschap te identificeren, maar ook hoe dit kan gebruikt worden bij onderzoek naar zeldzame ziekten.

We hebben begrepen dat je een Ierse  bent en in New York en Oxford gestudeerd hebt. Kun je iets meer vertellen over je academische achtergrond en waarom je besloot naar Leuven te komen?

“Dat klopt, ik heb mijn bachelor in Neuroscience & Behaviour aan Columbia University in New York gedaan. Aan het einde van mijn studie richtte ik me op ontwikkelingsbiologie. Dit is de studie naar levensprocessen in dieren en planten, dus eigenlijk hoe organismen groeien en zich verder ontwikkelen. Daarna heb ik twee jaar aan het Irving Medical Center van de universiteit gewerkt in het Institute for Genomic Medicine bij David B. Goldstein. Hier werkte ik als genetisch analist naar ‘diagnostic prenatal whole exome sequencing.’ Dit betekent dat ik vooral DNA-onderzoek deed waarbij, voor de geboorte van een kind, alle (bekende) genen in één keer konden worden bekeken om zo een oorzaak naar een eventuele genetische aandoening te vinden. Daarnaast deed ik ook onderzoek naar zeldzame gevallen van kinderepilepsie en doodgeboorte. Uiteindelijk heb ik een master gevolgd in embryologie aan Oxford University, waar ik ervoor koos het pad als onderzoeker in te slaan,” vertelt Kate Stanley. “Ik wilde me namelijk richten op de grotere vragen in ziekteleer, en me niet noodzakelijk richten op individuele ziekten. Mijn vorige baan was gebaseerd op statistische associaties tussen genen en ziekten, maar ik wilde meer over ziekteleer begrijpen. Ik wilde dus beter begrijpen hoe mutaties in genen, die eiwitten coderen en betrokken zijn bij biologische processen, kunnen leiden tot bepaalde aandoeningen in bijvoorbeeld het ontwikkelende hart of de darm.”

“In 2020 ontving ik een beurs van het Horizon 2020 programma van de Europese Unie, nadat ik me had ingeschreven voor het ‘MATER-samenwerkingsproject: Innovative Training Network in Female Reproductive Care.’ Hierbij heb ik de mogelijkheid om in verschillende instituten te werken en zo verschillende werkomgevingen te ervaren, beiden met verschillende expertises. Mijn gastuniversiteit is de KU Leuven, en mijn co-gastuniversiteit is het Karolinska Institute in Zweden,” aldus Stanley. 

Kun je vertellen wat een doctoraatsonderzoek inhoudt en wat jouw onderzoeksonderwerp is?
“Een doctoraat, of PhD, is een studie die iemand kan doen na het afronden van zijn of haar masteropleiding. Een PhD duurt meestal vier jaar en een student richt zich op één bepaald onderzoekonderwerp. Dit onderwerp verandert vaak in de loop der jaren. Voor mij is een doctoraat in veel gevallen een oefening in doorzettingsvermogen, waarbij je meer ervaring als onderzoeker opdoet en leert van je fouten. Sommige doctoraatsonderzoeken resulteren in een nieuwe bevinding of een nieuwe technologie, die het bredere publiek kan helpen. Ook ‘negatieve’ resultaten, dus studies die de hypothese niet ondersteunen, kunnen  nuttig zijn, maar worden minder vaak gepubliceerd door wetenschapstijdschriften,” zegt Stanley.

“Mijn onderzoek richt zich op celvrij DNA. Dit is DNA dat ontstaat door ‘afstervende’ cellen, die in de bloedvaten terecht komen. Bloedcellen dragen meestal het meeste bij aan celvrij DNA, maar het kan ook afkomstig zijn van veel andere organen in het lichaam. Bijvoorbeeld de lever, of van de placenta tijdens een zwangerschap, maar ook van tumorcellen in het geval van kanker. Uit celvrij DNA kan veel informatie gehaald worden. Mijn onderzoek focust zich dus op celvrij DNA en hoe dit gebruikt kan worden om aandoeningen tijdens de zwangerschap te identificeren.

We hebben vernomen dat je ook meewerkt aan een studie naar zeldzame genetische aandoeningen. Kun je hier iets meer over vertellen?
“Natuurlijk. De Diagnostic odyssey, of queeste, verwijst naar een reeks testen die een patiënt moet ondergaan voordat hij of zij een diagnose krijgt. Dit wordt vooral bij zeldzame aandoeningen toegepast. Zelfs na een volledige exoomsequencing, ofwel de meest uitgebreide zoektocht naar oorzakelijke genetische varianten, kan onzekerheid rond een diagnose blijven bestaan. Onbekende varianten die nog niet voldoende bewijs hebben binnen de ziekteleer worden ook wel ‘variants of uncertain significance’ (VUS) genoemd. Ons werk is belangrijk, omdat wij proberen een nieuwe manier te vinden om deze klasse van varianten te valideren in een kleine reeks zeldzame ontwikkelingsstoornissen,” vertelt Kate Stanley. “We richten ons vooral op ‘chromatinopathies:’ monogene aandoeningen die worden veroorzaakt door mutaties in epigenetische regulatoren. Deze regulatoren, soms ook ‘lezers’, ‘schrijvers’, of ‘wissers’ genoemd, helpen het genoom op verschillende manieren in verschillende celtypen te verpakken, zodat de cellen verschillende functies vervullen. We gaan ervanuit dat mutaties in deze genen brede effecten zullen hebben op de conformatie of overeenkomst van het genoom, of ‘epigenoom,’ wat kan worden weerspiegeld in de celvrije DNA patronen.”

Zowel klinische genetici van het CME als onderzoekers worden bij dit belangrijke onderzoek betrokken. Stanley vertelt dat zij als leidend PhD onderzoeker werkt onder leiding van hoofdonderzoeker professor Joris Vermeesch.

Dit klinkt zeker interessant! Kun je meer vertellen over de uitdagingen en hoe ver dit onderzoek al ontwikkeld is?
“Het rekruteren van patiënten met zeldzame ontwikkelingsstoornissen is lastig, omdat er zo weinig patiënten per aandoening zijn. Ook is het voor families vaak moeilijk om een opname in het ziekenhuis in te plannen. Bovendien kan bloedafname, wat nodig is voor exoomsequencing, als onaangenaam worden ervaren bij de vaak jonge patiënten. Daarnaast kan dit als technisch uitdagend worden ervaren door artsen of onderzoeksverpleegkundigen,” aldus Stanley. “Op dit moment zitten we nog in de beginfase van het onderzoek. Het is grotendeels verkennend en we hopen celvrij DNA te gebruiken uit het bloed van onze patiënten om zo de ‘epi’-signaturen van ziekten te kunnen identificeren. Dit is een relatief makkelijke en lichte manier om de impact van verschillende zeldzame varianten te kunnen valideren, die dus tijdens het exoomsequencing worden opgespoord.”

Ontzettend bedankt voor je tijd en uitleg over dit nieuwe onderzoek. Wij kijken uit naar verdere ontwikkelingen!

Vertaling door Marijke van Beers, stagiaire aan het CME (interview origineel in het Engels).