Topics

  • Supervisie door David van de Vijver, Andrea Conidi en Aljoscha Wahl

    Epidemiologische modellen om de verspreiding van het coronavirus te beoordelen verschillen van land tot land, de beschikbaarheid van gegevens, veronderstellingen over hoe besmettelijk de ziekte is, enz. Welke modellen zijn het meest realistisch op basis van genomen maatregelen (bijv.: sociale afstand, beschermende gezichtsmaskers, testen) en wat is het belangrijkste verschil tussen landen?

    De studenten die aan dit onderwerp deelnemen ontwikkelen een stochastisch model dat de progressie van het virus door de samenleving beschrijft om te voorspellen wat er gebeurt met de verspreiding van de ziekte in het geval van bepaalde scenario's of onvoorspelbare gebeurtenissen.

    Specifieke gebeurtenissen die in deze studie worden onderzocht zijn onder andere het effect van het sluiten van scholen op verschillende punten in de tijdlijn van de pandemie, het gebruik van afvalwaterzuiveringsinstallaties voor het testen op het virus en strategieën om een einde te maken aan de quarantaine.

    De studenten maken gebruik van geavanceerde wiskundige modellen zoals Markov Chain Monte Carlo stochastische SIR-modellen en de uitgebreide rekenkracht van de TU Delft. Een bijzondere focus bij de ontwikkeling van deze modellen is om ze flexibel te laten zijn en daardoor zeer breed toepasbaar. Door bijvoorbeeld te variëren met de bekende R0 kunnen deze modellen worden gebruikt om verschillende overheidsmaatregelen te simuleren evenals de naleving van deze maatregelen door het grote publiek. De uitkomsten van deze modellen en simulaties dragen bij aan een goed onderbouwd en geïnformeerd publiek debat over het virus.

  • Supervisie door David van de Vijver en Rob Gruters

    Voorspellingen tonen aan dat mensen na een besmetting immuniteit voor COVID-19 zullen ontwikkelen. Is dit inderdaad zo en hoeveel mensen moeten worden geïnfecteerd en genezen voordat de groeps-immuniteit voor de bevolking wordt bereikt? Er kunnen lessen worden getrokken uit bijvoorbeeld standaard vaccinatieprogramma's die kunnen dienen om de antwoorden op deze vragen beter te begrijpen en om de effecten van overheidsstrategieën op de ontwikkeling van de immuniteit in de hele bevolking te modelleren.
    Terwijl de speculatie breed en ongebreideld is in het publieke debat, heeft dit team zich voorgenomen om kwantitatieve modellen te ontwikkelen op basis van bestaande gegevens die de ontwikkeling van de immuniteit in de hele samenleving voorspellen door middel van ofwel groeps-immuniteit ofwel vaccinatie-inspanningen.

    Een van de centrale vragen die in dit onderzoek moet worden beantwoord is welke vaccinatiestrategie moet worden gevolgd wanneer een vaccin wordt gevonden. Door te focussen op specifieke maatschappelijke groepen die prioriteit krijgen bij de vaccinatie, zou de immuniteit sneller bereikt kunnen worden. Mogelijke strategieën zouden kunnen bestaan uit het eerst richten op ouderen en individuen met een verzwakt immuun systeem, de jongeren die het virus verspreiden of gezondheidszorg medewerkers.

    Door gebruik te maken van kennis en gegevens van andere epidemieën en vaccinatieprogramma's worden SIR- en SEIR-modellen ingezet om theorieën te testen en worden ze op een iteratieve manier verfijnd om de besluitvorming over deze strategieën zo goed mogelijk te ondersteunen.

  • Supervisie door Dimphna Meijer en Willem Kasper Spoelstra

    Speltheorie is het wiskundige veld dat zich bezighoudt met het analyseren van strategisch gedrag van deelnemers in spellen. Het wordt vaak toegepast in de economie of gedragswetenschappen, maar ook kan worden toegepast om de virale evolutie te bestuderen. In dit project combineren studenten simulaties en analytische modellering met de biologie van SARS-CoV-2.

    Strategie is niet alleen iets dat wordt gebruikt in oorlog of in bordspellen. Het kan zeer nuttig worden toegepast in de modellering van de virale evolutie. Virussen, zoals alle levende wezens, evolueren in de loop van de tijd door het proces van selectieve willekeurige mutaties. Dit evolutionaire mechanisme is sterk afhankelijk van enkele belangrijke aspecten van het virus, zoals dodelijkheid, mutatiesnelheid en ontwijking van het immuunsysteem. Om te kunnen gedijen moet een virus een optimum vinden tussen dergelijke aspecten. Een virus kan zich bijvoorbeeld niet vermenigvuldigen zonder een deel van zijn gastheerorganisme uit te putten. Aan de andere kant moet het zijn gastheer niet te veel uitbuiten, omdat het kan sterven voordat het virus zich kan verspreiden naar een nieuw gastheerorganisme. Deze en andere virale dilemma's kunnen worden gemodelleerd met behulp van speltheorie.

    Dit team levert modellen en simulaties die gebruikt kunnen worden om belangrijke beslissingen te nemen voor antivirale behandelingen.

    *Dit project wordt mogelijk gemaakt door het TU Delft COVID-19 Response Fonds van het Universiteitsfonds Delft

  • Supervisie door Aljoscha Wahl en Andrea Conidi

    Influenza is een vrij veel voorkomende ziekte en veel mensen worden elk jaar gevaccineerd en toch zullen veel mensen ziek worden. Wat zijn de voorzorgsmaatregelen voor de diagnose, de vaccinatie en de behandeling van de griep en zijn deze benaderingen algemeen van toepassing op corona?

    Terwijl het nieuwe coronavirus omgeven is door veel onzekerheid en onbekendheid, is het influenzavirus goed bestudeerd en bekend bij onderzoekers. Vanwege de overeenkomsten tussen het nieuwe coronavirus en het influenzavirus onderzoekt dit team mogelijke strategieën om het coronavirus te bestrijden op basis van de strategieën die worden gebruikt om geneesmiddelen en vaccins voor het influenzavirus te ontwikkelen.

    De griep en het coronavirus volgen doorgaans vergelijkbare virale levenscycli die bestaan uit verschillende te onderscheiden stappen. Elke stap kan een potentieel doelwit zijn voor behandelingen en vaccins om de cyclus aan te vallen en te doorbreken.

    Door voldoende geschikte informatie te verzamelen over de beschikbare strategieën om de virussen te behandelen, biedt dit team een blauwdruk voor de ontwikkeling van behandelingen en vaccins in deze en toekomstige epidemieën. Een advies op basis van dit systematische overzicht zou beslissingsbomen aangeven om tijdig adequaat te reageren wanneer zich een nieuw virus manifesteert.

  • Supervisie door Laura Mezzanotte, Inês Machado Chaves en Willy Baarends

    Wat voor soort tests voor het coronavirus zijn er beschikbaar en hoe betrouwbaar zijn die? Zouden deze tests voldoende zijn in het geval van een andere pandemie, of zou het goed zijn om een meer algemene test voor de diagnose te ontwikkelen? Bovendien werken verschillende laboratoria en bedrijven hard aan de ontwikkeling van vaccins of behandelingen. Wat zijn de meest veelbelovende benaderingen en wat moet er nu gebeuren om de huidige crisis te boven te komen? Al deze vragen vereisen veel gegevens en literatuur om te kunnen worden beantwoord. De teams in Topic 5 werken daar hard aan.

    Binnen dit Topic doen drie afzonderlijke teams parallel onderzoek naar beschikbare tests, vaccins en behandelingen voor het coronavirus.

    Een goed overzicht van alle momenteel beschikbare vaccins, tests en behandelingen en die in ontwikkeling, kan worden gebruikt als basis voor strategische besluitvormingsprocessen op meerdere niveaus van zowel de overheid als de industrie.

    Bovendien doen deze teams onderzoek naar methoden voor de diagnose van COVID-19. Hoewel de symptomatische diagnose het meest accuraat is, is het in de meeste gevallen te laat in het ziekteverloop om verdere verspreiding te voorkomen. Andere methoden zoals moleculaire diagnostiek zouden meer opties kunnen opleveren om de verspreiding van het virus in te dammen en patiënten in een eerder stadium van de ziekte te behandelen.

  • Supervisie door Maarten van der Sanden en Damiano La Zara

    Nu elk land zijn eigen maatregelen neemt om de corona-crisis te boven te komen, wisselen landen af tussen een vrij niet-restrictieve stijl en verschillende schalen van lock-down. Wat is het verschil tussen landen/gebieden en wat is, of blijkt, het meest effectief? Wat was de samenwerking tussen wetenschappers, industrie, beleidsmakers en het bredere publiek en hoe verschilde dit tussen de verschillende landen? We kunnen van deze scenario's leren in het geval van toekomstige pandemieën, zodat beslissingen over de best mogelijke maatregelen vanaf het begin worden genomen.

    Om inzicht te krijgen in de verschillende mitigatiestrategieën en de effecten daarvan op de samenleving in het algemeen, onderzoeken twee teams gegevens over de maatregelen die in verschillende landen over de hele wereld zijn genomen en de manier waarop deze door het publiek worden ontvangen. De combinatie van statistische gegevens en sociaaleconomische aspecten levert een uitdagende ontwerpdoelstelling op die zeer nuttig zou kunnen blijken bij het voorkomen van angstgedrag en misverstanden onder de bevolking.

    Het belangrijkste doel is om alle geleerde lessen te combineren in één enkel platform. Dit platform is gericht op het grote publiek en zou dienen om het begrip en inzicht in de mitigatiestrategieën van de overheid te vergroten. Het zou kunnen helpen om de eigen verantwoordelijkheid voor de crisissituatie te bevorderen en zou de informatie voor de burgers kunnen richten op het verhogen van hun comfort in deze overweldigende tijden.