Nerd 101

‘Deze wilden jullie vast zien!’ Met een ferm gebaar plant bioloog Wouter Bruins (30) een groene schoenendoos op tafel. In de linker- en rechterzijkanten zijn ronde gaten gemaakt. ‘Voor de ventilatie.’ De doos is gevuld met een wirwar aan elektronica en een paar PVC-ringen die worden bijeengehouden met duct tape. ‘Kijk,’ zegt Bruins terwijl hij een onderdeel omhooghoudt, ‘dit is een verwarmingselement dat we uit een föhn hebben gesloopt.’ Hij lacht. Dan: ‘Best gevaarlijk eigenlijk, om dat zo los in die doos te monteren.’

Met deze schoenendoos begon het allemaal: het allereerste prototype van de Amplino, een lowbudget malariadetector.
Wouter Bruins ontvangt ons in zijn kantoor op de zestiende etage van het World Trade Center in Den Haag, een klein vertrek met systeemplafond en projecttapijt. De consultants van PWC hebben de werkruimte ter beschikking gesteld aan zijn jonge bedrijf. Hij deelt de gang en de koffieautomaat met ze. ‘Zo helpen zij ons en in ruil daarvoor krijgen ze meer inzicht in de manier waarop kleine technologische start-ups functioneren en zich ontwikkelen,’ zegt Bruins. De inrichting van het kantoor houdt het midden tussen een werkplaats en een vergaderruimte. Overal staan dozen gevuld met elektronica en over de vensterbank hangen snoeren in alle kleuren van de regenboog. Temidden van deze georganiseerde chaos staat het bureau van Bruins. Hier verricht hij het meeste werk vanaf een opengeklapte laptop.
Het verhaal begint in 2012. Eigenlijk knutselden ze zomaar wat, vertelt Bruins. ’s Avonds, gewoon voor de lol. Hijzelf, de bevriende bio-informaticus Jelmer Cnossen en biotechnoloog Pieter van Boheemen (eveneens in deze lijst terug te vinden, p. 43) – letterlijk aan de keukentafel bij laatstgenoemde thuis. Allereerst met elektronica. Ze hadden de lampen in de woning van Van Boheemen op zo’n manier geprepareerd dat je ze met je mobieltje kon bedienen. En het kattenluikje kreeg een bewegingssensor die verbonden werd met een speaker. Gevolg: elke keer als de kat binnenliep, klonk ‘The Imperial March’ uit Star Wars. Gewoon, omdat het kon.
Maar deze keer was het anders. Het drietal was geboeid geraakt door do-it-yourself biotech. ‘We hadden een actief internetforum ontdekt waarop mensen van over de hele wereld tips uitwisselen over hoe je de meest bizarre en complexe biotechnologie thuis kunt uitvoeren. Dat willen wij ook, dachten we.’ Het drietal koos voor de zogenoemde polymerase-kettingreactie (PCR), een techniek die het mogelijk maakt om specifieke DNA-fragmenten te detecteren. PCR wordt ingezet voor allerlei vormen van DNA-onderzoek, variërend van het opsporen van erfelijke ziektes tot het maken van een ‘DNA-vingerafdruk’ bij rechercheonderzoek. Een traditioneel PCR-apparaat staat meestal in een laboratorium en is ontzettend duur.
Dat moest anders kunnen, dachten de drie Nederlandse biohackers. Want in essentie is de PCR-techniek vrij simpel; het komt neer op het verhitten en afkoelen van een vloeistof op het juiste moment en tot de juiste temperatuur. ‘Biologen van de oude stempel gebruiken bakjes water van verschillende temperatuur,’ zegt Bruins. ‘Maar wij wilden het helemaal automatiseren.’ Ze gebruikten daarvoor een Arduino, een kleine open source–computer, in combinatie met een föhn. ‘Dit allereerste prototype konden we maken voor een paar tientjes met wat spullen van de Gamma en de Praxis,’ zegt Bruins, wijzend op de schoenendoos voor hem. ‘Het ziet er natuurlijk waardeloos uit, maar het werkte. Dat was echt heel cool.’

de dodelijkste infectieziekte

Zelf thuis DNA-testen uitvoeren is natuurlijk leuk. Maar het zou nog mooier zijn als het ook leidde tot iets dat de wereld kon verbeteren. De vraag lag voor de hand: wie heeft er behoefte aan een goedkoop en draagbaar apparaat om een specifieke DNA-test te doen?
Op zoek naar het antwoord nam Bruins contact op met parasitoloog Lisette van Lieshout van het Leids Universitair Medisch Centrum met wie hij eerder contact had gehad. In een gesprek met haar kreeg hij het idee om eens te kijken naar malaria. Met jaarlijks minstens 580.000 doden is het nog altijd de dodelijkste infectieziekte ter wereld. Maar liefst 3 miljard mensen lopen vrijwel dagelijks het risico malaria op te lopen door een muggenprik. Er bestaan weliswaar verschillende snelle en goedkope malariatesten, maar die zijn niet gevoelig genoeg. Dat is vooral nadelig voor de kwetsbare groep van zwangere vrouwen, bij wie de malariaparasiet zich in de placenta ophoopt en nauwelijks in het bloed te vinden is. Wellicht nog belangrijker: het is ook een probleem voor overheden die malaria helemaal willen uitroeien.
Dat zit zo.
Mensen kunnen besmet zijn met malaria zonder dat ze ziek zijn. Ze hebben zo weinig parasiet in het bloed dat de goedkope teststrips het niet kunnen detecteren. Zolang de malariaparasiet in hun lichaam overleeft, kunnen muggen de ziekte blijven verspreiden. Bruins: ‘Als je de ziekte echt wilt uitroeien, moet je alle besmette mensen kunnen opsporen. Daarvoor heb je een PCR-apparaat nodig.’
Probleem tot nu toe: dat apparaat is duur en staat in een laboratorium, ver weg van de plaats waar het echt nodig is.
Het is de bedoeling de Amplino zo goedkoop en zo eenvoudig mogelijk te houden. ‘We maken een Kevertje en geen Ferrari.’ Het apparaat moet stevig zijn, draagbaar en eenvoudig te bedienen, zodat het is toegesneden op de eindgebruiker: lokale community health workers in Afrika. Die krijgen zo toegang tot een gevoelige DNA-test die tot nu toe alleen in het laboratorium voorhanden was. Om de verspreiding van de malaria-epidemie te kunnen volgen, wordt het apparaat tevens voorzien van een chip die alle uitslagen koppelt aan de GPS-locatie van het apparaat en naar de cloud stuurt. ‘Zo zien we hoe de ziekte zich verspreidt en kunnen overheden gerichte maatregelen nemen.’
Het idee won in 2012 de internationale Vodafone Mobile For Good Challenge. Het leverde Bruins spontaan wereldwijde media-aandacht op – van het Amerikaanse Wired tot de Britse krant The Guardian.
Sindsdien is er veel gebeurd. Bruins en Pieter van Boheemen vormen nog altijd de spil van de start-up, maar Jelmer Cnossen heeft hen verlaten om een nieuw bedrijf op te zetten in de Zuid-Chinese megastad Shenzhen. De Amplino heeft inmiddels een facelift ondergaan. De schoenendoos is vervangen door een strak vormgegeven kunststof koffer. Het bedrijf maakt zich op voor de eerste serieuze praktijktoets. ‘Deze zomer gaan we in het Rotterdamse Havenziekenhuis grootschalig testen met ingevroren bloed van malariapatiënten. En we hebben in Zambia een plek gevonden voor de eerste klinische trials.’ Bruins zoekt nu nog naar hulporganisaties die straks de eerste apparaten willen kopen. ‘We hebben een distributiesysteem in Afrika nodig om te zorgen dat ook de allerarmsten toegang krijgen tot de test.’

Vooral de lol

Zomaar op een vrije avond een lowtech DNA-detector in elkaar knutselen, die vervolgens doorontwikkelen en uiteindelijk naar het Afrikaanse platteland brengen om de strijd aan te gaan met malaria – het is meer dan voldoende om hoog te eindigen op een lijst met de grootste technotoppers van Nederland. Maar Amplino is niet de eerste succesvolle start-up van Bruins. In 2010 ontwikkelde hij samen met collega Wil Stutterheim een techniek waardoor ze het geslacht van kuikenembryo’s al in het ei kunnen bepalen. Ze hopen daarmee een einde te kunnen maken aan de huidige praktijk van het – letterlijk – tot pulp versnipperen van alle pasgeboren mannelijke kuikens. ‘Voor elke hen wordt een haantje gedood,’ zegt Bruins. Het idee groeide uit tot het bedrijf In Ovo, dat niet alleen de Herman Wijffels Innovatie Award won, maar Bruins in 2013 ook een zestiende plaats bezorgde in de Duurzame Top 100 van Trouw. En een bijnaam: de ‘eggspert’.
Hoewel zijn cv wellicht anders doet vermoeden, was de jonge doe-het-zelf-biotechnicus bepaald geen modelstudent. ‘Achteraf gezien heb ik de middelbare school ervaren als een lange tijd waarin je van negen tot vier op school zit zonder veel te doen.’ Op de universiteit ging het met leren in eerste instantie niet veel beter. Na twee niet-afgeronde studies (psychologie en economie) besloot Bruins eerst een jaar te werken voordat hij zich uiteindelijk inschreef voor de studie biologie in Leiden. ‘Ik dacht: met biologie kan je alleen docent worden, of werkloos. Ik deed het puur omdat ik de studie razend interessant vond.’ Bruins noemt de biologie ‘een candy shop die volop in beweging is’. Hij koos bewust voor een afstudeeronderzoek in de moleculaire biologie. ‘Het was heel fundamenteel onderzoek, dat ik zelf kon inrichten. Tijdens mijn eerste stage probeerde ik een bepaalde kankercellijn fluorescent te maken om in zebravissen uitzaaiing in het lichaam te kunnen volgen.’
Die fundamenteel wetenschappelijke basis alleen is niet voldoende, zegt Bruins. Hij heeft ook veel gehad aan de inzichten die hij opdeed in de masteropleiding biology and science based business, die hem leerde ook over toepassingen na te denken. ‘Die vraag is cruciaal: hoe ga je van fundamentele technologische kennis naar een toepassing? Dat kan eigenlijk alleen met een bedrijf.’ Veel wetenschappers maken die stap niet. ‘Iedereen kan wel denken dat we in Nederland een depot hebben van duizenden mensen die allemaal dolgraag hun ideeën naar buiten willen brengen, maar waarom zijn er dan zoveel patenten waar niemand wat mee doet?’
Bruins zegt dat hij bij het opzetten van zijn technologiebedrijven de tijdgeest mee heeft. ‘De situatie is de afgelopen decennia enorm veranderd. Je hebt nu kleine start-ups die in één klap supergroot kunnen worden.’ De voorbeelden liggen voor het oprapen. Van Google tot Facebook en van Airbnb tot Uber – een bedrijf dat vandaag wordt opgericht kan over twee jaar in de Fortune 500 staan. Bruins verwacht eenzelfde revolutie binnen de biotechnologie. ‘Tien jaar geleden dacht een bedrijf als Philips nog: als je goed bent, dan geven we jou misschien een baantje bij ons in het laboratorium. Maar vandaag de dag is het veel gemakkelijker geworden om zelf aan de slag te gaan, investeerders te vinden en een bedrijf te beginnen dat uiteindelijk kans maakt Philips voorbij te streven. Hetzelfde geldt voor farmaceuten. Die hebben te lang gedacht: laat die nerds lekker hun eigen bedrijfje beginnen, als het wat wordt, dan kopen we het gewoon op. Maar veel start-ups hebben dat helemaal niet meer nodig.’
Bruins haalt een uitspraak aan van Microsoft-oprichter Bill Gates, die zich een paar jaar geleden liet ontvallen dat hij, als hij nu dertien was, zich met biologie zou bezighouden. ‘Als je de wereld radicaal wilt veranderen, dan moet je daar beginnen – bij biologische moleculen.’ Inmiddels hoopt Bruins dat hij Gates ervan kan overtuigen te investeren in de do-it-yourself PCR-technologie van Amplino. ‘De eerste contacten daarvoor worden inmiddels gelegd.’
De jonge biotechnoloog straalt aan alle kanten uit dat het hem vooral gaat om de lol die hij zelf heeft in het bedenken, bouwen en ontwikkelen van technologie. ‘We hebben laten zien dat je zelf een behoorlijk heftig medisch apparaat kan bouwen.’ Op dezelfde manier denkt hij stiekem al wel eens aan een volgend idee: ‘Medicijnen voor ziektes waar maar weinig mensen aan lijden. Dat vind ik interessant. Ze worden nu vaak niet gemaakt omdat het te duur is. Maar het kan wel. Daar geloof ik heilig in.’

Universitair Medisch Centrum Utrecht
innovatie 3D-bioprinten met levende kraakbeencellen

Zou het niet mooi zijn om een knie-implantaat te maken van levend kraakbeen? Precies dat is wat bio-procestechnoloog Jos Malda (39) doet. Hij gebruikt bio-inkt met daarin levende kraakbeencellen om laagje voor laagje een implantaat te printen dat precies past in het versleten kniegewricht van de patiënt. De cellen worden daarbij ingebed in een draagstructuur van biologisch afbreekbaar plastic. In de kelder van het UMC Utrecht laat Malda zijn bioprinter zien. ‘Een gewone 3D-printer werkt met verhitting,’ zegt Malda. ‘Maar dat overleven menselijke of dierlijke cellen niet. Hiermee kunnen we op lichaamstemperatuur printen.’ Terwijl de patiënt nog op de operatiekamer ligt, kan straks in het laboratorium een implantaat worden geprint dat niet alleen de juiste vorm heeft, maar ook bestaat uit levende donorstamcellen.

In zekere zin heeft Malda van zijn hobby zijn beroep gemaakt. Als kind verzamelde hij al dierenschedels en als wetenschapper legde hij zich toe op de knie. Hij vergeleek de kniegewrichten van zestig diersoorten, van muis tot olifant. Conclusie: de menselijke knie lijkt veel meer op die van een paard dan op een muizenknie. ‘Hierdoor heb ik ook inzicht gekregen in de exacte opbouw van het kraakbeen in de knie.’ Die kennis past hij nu toe. Het ligt voor de hand om in de toekomst ook andere weefsels of zelfs hele organen te printen, zegt Malda. ‘Henk Westbroek vroeg me op RTV Utrecht of ik een nieuwe lever voor hem kon printen. Maar het duurt nog wel even voordat dat kan.’

Academisch Medisch Centrum
innovatie Camera die kindermishandeling en moorden helpt oplossen

Forensisch biofysicus Maurice Aalders (46) is het brein achter de eerste en enige camera ter wereld die nauwkeurig de ouderdom van blauwe plekken of bloedspetters kan bepalen. Deze ‘CrimeCam’ maakt gebruik van spectroscopie en het feit dat blauwe plekken of bloedvlekken langzaam van kleur veranderen door de omzetting van hemoglobine (rood) in bilirubine (geel). De camera kan van pas komen bij het vermoeden op kindermishandeling. ‘Dat is nu vaak alleen gebaseerd op een “niet pluis”-gevoel. Met onze camera kunnen wij bepalen rond welk tijdstip de blauwe plek is opgetreden. Daarmee wordt het eenvoudiger te controleren of het verhaal van de ouders klopt.’

Als ware ‘CSI-specialist’ test Aalders zijn camera momenteel bij echte crime scenes, waarbij hij de bloedspetters analyseert. Plan is om de camera binnenkort op de markt te brengen.

wie John Kastelein (61),
Academisch Medisch Centrum
Innovatie Glybera, de eerste geslaagde gentherapie in Europa

Patiënten met de zeldzame genetische aandoening LPL-deficiëntie hebben een defect gen, waardoor zij het vet in hun bloed niet kunnen afbreken. Kastelein wist de spiercellen van deze patiënten te injecteren met een onschuldig virus met daarop het werkende gen – een enorme medische doorbraak.

wie Maikel Beerens (30),
Xilloc Medical
Innovatie 3D-schedelprothese

Deze jonge techneut uit Sint-Oedenrode wist met behulp van een 3D-printtechniek een nieuwe schedelprothese te maken voor een 22-jarige vrouw bij wie ernstige schedelverdikking de hersenfuncties dreigde aan te tasten. Beeren print tegenwoordig naar believen perfect passende bovenkaken, onderkaken of jukbeenderen.

wie Albert van den Berg (57), Universiteit Twente
Innovatie Nanopil die darmkanker opspoort

Nadat je de pil van Van den Berg hebt ingeslikt, analyseert deze darmvloeistof met behulp van nanodraadjes en nano-elektronica. Ook fijn: je hoeft de pil niet uit je ontlasting te vissen, hij stuurt vanuit je dikke darm zelf een sms’je met de resultaten. Sneller, beter en goedkoper dan het laboratorium.

wie Adriaan Tuiten,
Emotional Brain
Innovatie Lustpil voor vrouwen

Tuiten ging de hele wereld over als uitvinder van de Heilige Graal der Farmacie: een lustpil voor vrouwen. Of eigenlijk: twee lustpillen. Lybrido maakt vrouwen gevoeliger voor seksuele prikkels, terwijl Lybridos remmingen bij seksuele opwinding wegneemt. Succes verzekerd. Tuiten zelf verwacht een spectaculaire daling van het aantal echtscheidingen.

wie Heleen Willemsen (35),
Babybloom Healthcare
Innovatie Revolutionaire
couveuse

Couveusebaby’s kunnen binnenkort dicht bij hun moeders verzorgd worden door een revolutionair nieuw ontwerp van Heleen Willemsen. De couveuse kan over het bed van de moeder worden geschoven en is voorzien van alle technische snufjes die de pasgeborene moeten beschermen tegen de overdaad aan licht en geluid in een ziekenhuis.

wie Ben Feringa (64), Universiteit Groningen
Innovatie Nano-auto

Organisch chemicus Ben Feringa knutselde met zijn collega’s een nano-auto in elkaar die bestaat uit één molecuul met in het midden een langwerpig ‘chassis’ en aan de uithoeken vier ‘wielen’. De revolutionaire, piepkleine fourwheeldrive kan zich ‘als een waggelende schildpad’ voortbewegen over een koperoppervlak. Belangrijke stap in de ontwikkeling van nanorobots die door het lichaam reizen.

wie Richard van de Vrie, LUXeXcel
Innovatie Gladde lenzen uit een 3D-printer

Innovatie: Lenzen zijn overal: in camera’s, brillen, smartphones, glasvezelkabels, afstandsbedieningen en Led-lampen. Samen met zijn vrienden ontwikkelde Van de Vrie een wereldwijd patent om gladde lenzen uit een 3D-printer te laten rollen. Het bedrijf bouwt aan de ‘iTunes Store voor lenzen’, waarop klanten in de toekomst hun persoonlijke, op maat gemaakte 3D-brillen en lenzen kunnen laten printen.

Technodokters