Mikroskopbillede af en rottes testikler. Det indgår i DTU forskning i hormonforstyrrende stoffers skadelige påvirkninger. Og undersøgelser af, hvordan selv små doser kan have markant negativ effekt, hvis de optræder i en kemikaliecocktail.

Eksempler på DTU's Life Science-forskning

tirsdag 13 mar 18
Nedenstående er blot udvalgte eksempler på DTU's life science forskning.

Mikroorganismer renser drikkevandet 

Bakterier sikrer, at vi kan bruge vores grundvand som drikkevand. Uønskede stoffer som fx ammoniak, jern og pesticider skal fjernes fra vores grundvand, før vi kan bruge det som drikkevand.

Grundvandet kan renses ved hjælp af sandfiltre, som er flere lag af forskellige slags sandkorn. På DTU Miljø forskes der i, hvordan komplekse bakteriesamfund medvirker til filtrenes vandrensning. Forskerne undersøger også de forskellige processer, der finder sted inde i sandlagene, samt hvordan man kan optimere sandfiltrenes effektivitet.

Hans-Jørgen Albrechtsen, professor, DTU Miljø

Photo: Mikal Schlosser

Sensorer redder operationspatienter 

Små sensorer kan forhindre livstruende komplikationer hos nyopererede kræftpatienter. En tredjedel af de patienter, der er opereret for kræft i bughulen, bliver ramt af livstruende komplikationer. Sensorer på kroppen kan sikre 24-7-overvågning af de nyopererede patienter, så komplikationer opdages tidligere.

Forskere ved DTU Elektro indsamler og analyserer data fra nyopererede patienter for at afdække, hvilke signaler kroppen sender, før der opstår komplikationer. På baggrund af disse data udvikler forskerne computeralgoritmer, der gør det muligt at alarmere sundhedspersonalet automatisk, hvis der er noget under opsejling. DTU samarbejder med Rigshospitalet og Bispebjerg Hospital om projektet, der er støttet af Kræftens Bekæmpelse.

Helge Bjarup Dissing Sørensen, lektor, DTU Elektro,  

Danskernes fælles arvemasse kortlagt 

Ved hjælp af DTU’s supercomputer har forskere opnået stor viden om danskernes fælles arvemasse.

Forskere ved DTU Bioinformatik har ved hjælp af DTU’s supercomputer, Computerome (se nedenfor), hjulpet danske forskere med at analysere 50 familiers gener. Dette har skabt en uhørt nøjagtig viden om danskernes arvemasse, som kaldes for Det Danske Referencegenom. Det kan bruges til at øge forståelsen af arvelige sygdomme og fremme udviklingen af personaliseret medicin.

Ramneek Gupta, lektor, DTU Bioinformatik.  

Photo: Mikkel Adsbøl

Global overvågning af antibiotikaresistens 

Spildevandsanalyser fra hele verden kortlægger forekomsten af den globale antibiotikaresistens. DTU Fødevareinstituttet analyserer kloakvand fra hele verden for antibiotikaresistente bakterier og sygdomsfremkaldende mikroorganismer. Analyserne sker ved hjælp af såkaldt helgenomsekventering, hvor mikroorganismernes fulde DNA-profil afdækkes.

Data indgår i en global overvågning af resistente bakterier og sygdomme. Det vil bidrage til viden om de mekanismer, der er årsag til sygdomme på verdensplan, samt hvordan bakterierne overføres mellem mennesker.

Frank Møller Aarestrup, professor, DTU Fødevareinstituttet

Molekylær forståelse af Alzheimer 

Kemiforskere undersøger, hvilken rolle proteinerne, der danner hjerneplak hos alzheimerpatienter, spiller i sygdommen.

Det er velkendt, at alzheimerpatienter har plakaflejringer i hjernen. Men det er ikke plakkens tilstedeværelse, som udløser sygdommen. Plakken består af en række aminosyrer, også kaldet peptider, og forskere ved DTU Kemi har bl.a. fundet ud af, at jo mere kaotisk strukturen er i peptiderne, jo større risiko for Alzheimer. Gruppen kigger også på det kompleks af proteiner, der står bag produktionen af plakken. Proteinerne udforskes på atomart niveau for at forstå, hvordan næsten 200 mutationer i proteinerne kan medføre alzheimer. Visionen er at finde frem til lægemidler, som kan helbrede eller bremse sygdommen.

Kasper Planeta Kepp, professor, DTU Kemi

Photo: Joachim Rode

Laser til diagnosticering af hudkræft

Højt avancerede laserkilder udvikles til apparater, der kan anvendes til diagnosticering af hudkræft. Avancerede og hurtige laserkilder, de såkaldte superkontinuumkilder, er kendt for at udsende kraftigt, meget bredbåndet synligt og nærinfrarødt lys.

Forskere fra DTU Fotonik udvikler nye superkontinuumkilder, der i stedet udsender midtinfrarødt lys i det, der betegnes som det molekylære fingeraftryks bånd. Disse laserkilder kan indgå i billeddannende apparater, der kan bruges til hurtig, kontaktfri undersøgelse af hudkræft. Teknologien kan således erstatte vævsbiopsi.

Ole Bang, professor, DTU Fotonik

Modermælkens kulhydrater fremstilles i laboratoriet 

Forskere kan fremstille de potente kulhydrater, som findes naturligt i modermælk. Modermælk indeholder store mængder specielle kulhydrater, som er unikke for mennesket som art. Deres egenskaber menes at spille en vigtig rolle i udviklingen af nyfødtes immunsystem gennem bl.a. opbygning af en sund tarmflora hos barnet.

DTU Kemiteknik er det lykkedes en forskergruppe at fremstille nogle af disse kulhydrater ved hjælp af enzymer og naturlige substrater. Visionen er at udnytte kulhydraterne i f.eks. fødevareproduktionen, så mennesker får glæde af deres helbredsfremmende egenskaber gennem funktionelle fødevarer.

Anne S. Meyer, professor, DTU Kemiteknik

Photo: Colourbox

Genetisk analyse af fisk 

Fiske-DNA indeholder mange svar om fiskebestande i både have og ferske vande. Analyser af fiskegener kan bl.a. afdække, om bestandene tilpasser sig genetisk, ændrer udbredelse eller bliver meget mindre under global opvarmning.

Populationsgenetik, som forskningsområdet kaldes, er også et redskab i fiskeriforvaltningen, bl.a. til at vurdere, om udsætninger kan hjælpe en truet bestand. Analyserne bruges også til at bestemme, hvilke fiskearter der bliver fanget, og fra hvilke bestande de stammer, så man kan undgå at overudnytte små og sårbare bestande.

Einar Eg Nielsen, professor, DTU Aqua

Gærceller producerer hæmoglobin 

Gensplejsede gærceller kan fremstille blodets iltbærende protein, hæmoglobin.

Det er lykkedes forskere ved DTU Biosustain at genmodificere gærceller og få dem til at fremstille store mængder hæmoglobin. De ilttransporterende proteiner i vores blod er vigtige for at kunne fremstille f.eks. bloderstatninger, som bruges i blodtransfusioner. Denne nye metode kan potentielt revolutionere den måde, man normalt fremstiller blod til transfusioner. 

Jens Nielsen, scientific director, DTU Biosustain

Photo: Mikal Schlosser

Immunforsvarets T-celler skal bekæmpe kræft

Et dybere kendskab til T-celler kan føre til, at kræftpatienters eget immunforsvar bekæmper sygdommen. Nogle typer hvide blodlegemer, de såkaldte T-celler, har potentiale til at genkende og tilintetgøre kræftceller.

Selvom kræftcellernes forsvarsmekanismer deaktiverer T-cellerne, så kan man i kombination med medicin, som hæmmer kræftcellernes forsvar, aktivere T-cellerne, så de målrettes og dræber kræftcellerne. Udfordringen er dog, at der er omkring 100 mio. forskellige T-celler, som patruljerer i vores krop, og det vides ikke, hvordan de enkelte T-celler genkender kræftcellerne. Forskere arbejder på at udvikle en ny teknologi, der gør det muligt at undersøge T-cellernes funktion dybere. Den nye viden kan udnyttes til immunterapi, hvor kræften bekæmpes af patientens eget immunforsvar. Denne viden forventes også at have potentiale til behandling af gigt, sukkersyge og sklerose.

Sine Reker Hadrup, professor, DTU Veterinærinstituttet.

Supercomputer bygget til forskning i life science

Computerome er hele Danmarks supercomputer til life science-forskning, og den er placeret på DTU Risø Campus. Da der blev sat strøm til supercomputeren Computerome i 2014, strøg den ind på 121.-pladsen blandt verdens 500 mest kraftfulde computere.

Danmarks hidtil største computer har en kapacitet svarende til, at ca. 8.024 pc’er er forbundet med hinanden. Computerome tilfører dermed massiv regnekraft til dansk life science-forskning. Supercomputing eller high performance computing (HPC) gør det muligt for forskere at kombinere store og komplekse datamængder. Ved at koble mange computere sammen og sætte dem til at regne efter nøje planlagte algoritmer kan man f.eks. få svar på, hvordan bestemte sygdomme hænger sammen med bestemte gener, eller blive klogere på vore tidlige forfædres udvandring fra Afrika.

Computeromes ’muskler’ består for øjeblikket af 17.864 CPU’er (Central Processing Units) med mere end 108 terabyte ekstremt hurtig hukommelse fordelt på 590 servere. Dens lagerkapacitiet er 8 petabyte, som svarer til 8.388.608 gigabyte. Til sammenligning kan en almindelig pc typisk lagre mellem 250-500 gigabyte. Dens regnekraft har en maksimal ydeevne på 410,8 teraflops (flops = floating point operations per second). Computerome er finansieret af DTU, KU og DeiC (Danish e-infrastructure Cooperation).

Peter Løngreen, direktør, Computerome, National Life Science Supercomputing Center.  

Photo: Colourbox

Hurtigere behandling af livstruende bakterieinfektioner

Ny teknologi kan afsløre bakterieinfektion i blodet på få timer og sikre patienter hurtig behandling. Sepsis, blodforgiftning, er en livstruende tilstand, hvor en infektion spreder sig og angriber organer og væv.

Jo hurtigere patienten kommer i behandling, jo større chance er der for overlevelse. Hvis sepsis skyldes bakterier, og spredningen sker gennem blodet, kan det hurtigt afsløres i en ny teknologi, som DTU Nanotech har været med til at udvikle og implementeret i apparatet SmartDiagnosis. Her analyseres en blodprøve fra patienten, og det kan på få timer vise, hvilke bakterier der forårsager infektionen, og om de er resistente over for bestemte antibiotika. Til sammenligning kan de nuværende diagnosticeringsmetoder tage op til tre dage.

Anders Wolff, lektor, DTU Nanotech.

Udnyttelse af bakteriers gavnlige egenskaber 

Bakterier har potentiale til at producere antibiotiske stoffer, enzymer og andre stoffer, der kan gavne medicinsk.

Analyse af bakteriers genetiske kode (genomet) afslører, at bakterierne har potentiale til at danne en lang række bioaktive stoffer, som kan bruges medicinsk, f.eks. antibiotika. Men kun nogle af disse stoffer er kendt; formodentlig fordi generne, der koder for stofferne, er ’slukkede’. Det undersøges, om dyrkning af bakterierne under betingelser, der minder om deres naturlige miljø, kan aktivere generne, så vi kan få glæde af stofferne. Forskningen er bl.a. finansieret af Danmarks Frie Forskningsfond og af Villum Fonden og baserer sig bl.a. på de marine bakterier, som er blevet hentet op af havet under Galathea 3-ekspeditionen for lidt over ti år siden.

Lone Gram, professor, DTU Bioengineering

Photo: Thorkild Amdi Christensen

Kortlægning af hjernens netværk 

Data fra hjerneskanninger er brugt til at kortlægge den raske hjerne. Hjerneskanninger kan vise, hvordan hjernens forskellige områder er forbundet, og afslører dermed vigtig information om hjernens kommunikationsmønstre.

Hjerneskanningerne leverer dog en massiv mængde data behæftet med støj, men ved at behandle dem ved hjælp af statistiske modeller og storskalaberegninger øges viden om den raske hjerne. Det kan føre til bedre diagnosticering og behandling af sygdomme, der påvirker hjernens kognitive funktioner, som eksempelvis parkinson og multipel sklerose.

Morten Mørup, associate professor, DTU Compute.

DANMAP

Photo: Joachim Rode

Sammen med Statens Serum Institut står DTU bag DANMAP-programmet, som overvåger brugen af antibiotika og forekomsten af anbiotikaresistente bakterier i dyr, fødevarer og mennesker. 

Baggrundsbilledet er en salmonellabakterie.


Foto: Joachim Rode

http://www.food.dtu.dk/nyheder/nyhed?id=A4F35746-0DDC-473E-9AC6-692DBF53C247&utm_device=web&utm_source=RelatedNews&utm_campaign=Pesticidrester-i-kosten-1-kvartal-2017
20 JULI 2018