Titel Promotor Affiliaties "Korte inhoud" "In vitro studies naar het mechanisme waarmee LRP4 en sclerostin the Wnt signaaltransductie pathway reguleren." "Eveline Boudin" "Medische genetica van obesitas en skeletaandoeningen (MGENOS)" "Voorafgaand functioneel en genetisch onderzoek heeft aangetoond dat de canonieke Wnt signaaltransductie cascade een belangrijke pathway is in de regulatie van de botaanmaak. De pathway wordt geactiveerd door de binding van een Wnt ligand ter hoogte van het receptor complex dat wordt gevormd door een Frizzled receptor en een LRP5/6 co-receptor. Daarnaast hebben verschillende studies aangetoond dat sclerostin een belangrijke inhibitor van de pathway is. Sclerostin kan de pathway inhiberen door te binden ter hoogte van de LRP5/6 co-receptor en waardoor de activatie van de pathway door Wnt liganden wordt verhinderd. Naast LRP5/6 kan sclerostin ook interageren met LRP4. Verschillende studies hebben reeds aangetoond dat deze interactie belangrijk is voor de inhiberende functie van sclerostin, maar het downstream mechanisme van de LRP4-sclerostin interactie is tot nu toe nog niet onderzocht. In de literatuur is reeds beschreven dat de intracellulaire regio van LRP4 een endocytose signaal bevat. Daarnaast heeft voorgaand onderzoek aangetoond dat sclerostin in muriene mesenchymale stamcellen wordt geïnternaliseerd door middel van clathrine afhankelijke endocytose. Bijgevolg is onze hypothese dat sclerostin na interactie met LRP4 en LRP5/6 co-receptor wordt geïnternaliseerd. In deze studie gaan we deze hypothese verder onderzoeken door gebruikt te maken van primaire osteoblasten geïsoleerd uit de lange beenderen van wild type en Lrp4 mutante muizen. De primaire osteoblasten worden behandelend met fluorescent gelabeld sclerostin. Vervolgens zullen we met behulp van fluorescentie microscopie en western blot nagaan of het fluorescent gelabeld sclerostin in de osteoblasten is opgenomen zoals reeds eerder beschreven. Om de rol van LRP4/5/6 en de verschillende domeinen van de receptoren tijdens de internalisatie verder te onderzoeken, wordt de internalisatie van fluorescent gelabeld sclerostin onderzocht na overexpressing van wild type en mutant LRP4/5/6. Met dit onderzoek zullen we het inzicht in het mechanisme waarbij sclerostin na interactie met LRP4 en LRP5/6 de canonieke pathway reguleert vergroten. Deze kennis is van groot belang aangezien sclerostin een belangrijk target is voor de behandeling van osteoporose en andere botaandoeningen." "Karakterisering van HINT1-knockout Drosophila-model voor perifere neuropathie." "Kristien Peeters" "VIB CMN - Moleculaire Neurogenomica" "Recessieve loss-of-function mutaties in HINT1 behoren tot de meest frequente oorzaken van axonale perifere neuropathie (ziekte van Charcot-Marie-Tooth, CMT). Ze zijn geassocieerd met een ernstig, progressief en vroeg-aanvangend fenotype waarvoor tot vandaag geen behandeling bestaat. HINT1 is een pleiotroop en evolutionair geconserveerd purine-fosforamidase met onbekend(e) endoge(e)ne substra(a)t(en) en met een volledig ongekende rol in het perifere zenuwstelsel. Het algehele doel van mijn postdoctorale project is het ophelderen van de pathomechanismen die aan de basis liggen van HINT1-gerelateerde neurodegeneratie, om zo therapeutische mogelijkheden te creëren voor perifere neuropathieën. Steunend op veelbelovende preliminaire data en op de expertise in onze onderzoeksgroep, zal ik de eerste in vivo modellen van HINT1-neuropathie ontwikkelen en karakteriseren, gebruik makend van Drosophila als surrogaatsysteem. De morfologie en gedragingen van vliegen die deficiënt zijn voor het HINT1-ortholoog of vliegen die wildtype of CMT-veroorzakende HINT1 allelen tot expressie brengen, zullen grondig worden onderzocht op tekenen van neurodegeneratie in verschillende ontwikkelingsstadia met testen die relevant zijn voor de CMT-pathologie in mensen. Deze diepgaande analyse zal mechanistische inzichten leveren betreffende het (mal)functioneren van HINT1 in het perifere zenuwstelsel en kan wegen openen naar therapeutische interventies." "Nieuwe uitdaging voor Brugada syndroom onderzoek: identificatie van genetische modificerende factoren." "Maaike Alaerts" "Medische Genetica (MEDGEN)" "Brugada syndroom (BrS) is een autosomaal dominante elektrische aandoening van het hart, die gekarakteriseerd wordt door ventrikel aritmieën en een significant risico op plotse hartdood. Het veroorzaakt tot 20% van de gevallen van plotse hartdood in mensen jonger dan 45 jaar met een structureel normaal hart. Momenteel zijn meer dan 25 genen, inclusief het SCN5A gen, geassocieerd met BrS, maar mutaties in deze genen worden slechts in 30% van de patiënten gevonden. Een ander belangrijk onopgelost aspect van BrS is de opmerkelijke variabiliteit in expressie van de ziekte, van een volledig asymptomatisch verloop over milde aritmie tot plotse hartdood, dat zelfs binnen families met eenzelfde mutatie terug te vinden is. Genetische modificerende factoren moeten een belangrijke rol spelen in dit fenomeen en de identificatie van zulke modifiers is het doel van dit project. Ik zal hiervoor gebruik maken van een unieke verzameling BrS families met een Belgische founder mutatie in SCN5A die via onze cardiogenetica kliniek gerecruteerd werden en duidelijke variabele expressiviteit vertonen. Vier asymptomatische mutatiedragers en vier mutatiedragers met ernstig fenotype werden zorgvuldig geselecteerd voor volledige genoom en RNA sequenering. Dit laatste zal ik uitvoeren op RNA geïsoleerd uit cardiomyocyten gederiveerd uit geïnduceerde pluripotente stamcellen van deze mutatiedragers, een zeer innovatief celmodel. Combinatie van deze genoom en transcriptoom data in een zeer weldoordachte analyse, zal me zeker in staat stellen om de modificerende genen te identificeren die aan de basis liggen van de geobserveerde intra-familiale fenotypische variabiliteit. Dit resultaat zal leiden tot een significant verbeterd inzicht in de mechanismen die BrS veroorzaken, de ontwikkeling van nieuwe therapieën stimuleren en een accuratere risico stratificatie en gepersonaliseerde aanpak van BrS patiënten mogelijk maken." "Ontrafelen van de onderscheidende pathomechanismen voor biglycan gerelateerde aortopathie en spondylo-epi-metafysaire dysplasie." "Josephina Meester" "Medische Genetica (MEDGEN)" "Een progressieve dilatatie van de aorta kan leiden tot de ontwikkeling van thoracale aorta aneurysma's, die vaak asymptomatisch zijn, maar een voorbeschikking geven tot het ontwikkelen van een aorta dissectie en ruptuur. Deze rupturen gaan gepaard met een hoge mortaliteit. In 2016 heb ik loss-of-function (LOF) mutaties in BGN, een X-gebonden gen, geïdentificeerd als nieuwe oorzaak van een ernstige, syndromale vorm van thoracale aorta aneurysma's en dissecties (TAAD) en deze aandoening wordt nu het Meester-Loeys syndrome (MLS) genoemd. In parallel met mijn observaties in aneurysmale fenotypes, werden missense mutaties in BGN beschreven als nieuwe oorzaak van een X-gebonden vorm van spondylo-epi-metaphyseale dysplasie (X-SEMD). Het algemene doel van dit project is het ontrafelen van de onderliggende mechanismen van verschillende BGN mutaties in de ontwikkeling van twee zeer verschillende fenotypes: syndromale TAAD (MLS) en X-SEMD. We trachten de pathomechanismen verder te ontrafelen door een gedetailleerde fenotypische karaktersiatie en transcriptomics-experimenten in mannelijke BALB/cA knock-out (LOF) en knock-in (gain-of-function?) muismodellen, respectievelijk." "De rol van interacties tussen planten en bodemmicroben bij de invasie van uitheemse plantensoorten in koude ecosystemen." "Jonas Lembrechts" "Planten- en Ecosystemen (PLECO) - Ecologie in tijden van verandering" "Koude ecosystemen (bv. bergen en poolgebieden) werden tot voor kort beschouwd als relatief 'immuun' voor invasie door uitheemse plantensoorten, als gevolg van de barre klimatologische omstandigheden en de lage aanvoer van zaden van uitheemse soorten door de mens. Deze these van lage kwetsbaarheid staat momenteel echter onder druk na nieuw onderzoek in pool- en alpiene gebieden over de hele wereld. Nieuwe studies tonen nu inderdaad aan dat uitheemse plantensoorten momenteel wel aanwezig zijn (en hun verspreidingsgebied uitbreiden) in koude gebieden. De mechanismen achter deze geobserveerde toename in kwetsbaarheid van koude ecosystemen zijn echter nog niet volledig ontrafeld. Een cruciale factor in dat verband – en één die dikwijls over het hoofd wordt gezien in studies naar de verspreiding van uitheemse soorten – is de rol van biotische interacties, zowel bovengronds (tussen plantensoorten) als ondergronds (tussen planten en microben). Menselijke verstoringen (zoals bv. in wegbermen en langs paden) schudden deze interacties waarschijnlijk grondig door elkaar, en creëren zo nieuwe mogelijkheden voor invasie door uitheemse plantensoorten.In deze aanvraag stellen wij een techniek voor om deze boven- en ondergrondse interacties in rekening te brengen in regionale soortverspreidingsmodellen (SDMs), om zo de rol van interacties als drivers van invasie langsheen bergwegen en –paden te kwantificeren. We maken gebruik van 'Joint Species Distribution Modelling' (JSDMs), een techniek die toelaat om de verspreiding van verschillende soorten tegelijk te modelleren en zo zowel de soortspecifieke reactie op de omgeving als de covariantie tussen soorten in rekening te brengen. De studie zal worden uitgevoerd in de Andes in Zuid Amerika, in 2 kerngebieden van 'the Mountain Invasion Research Network' (MIREN), een wereldwijd consortium dat de verspreiding van in- en uitheemse plantensoorten in de bergen bestudeerd. De financiering die hier wordt aangevraagd dient specifiek om DNA uit wortels van uitheemse plantensoorten te isoleren en om het te analyseren met amplicon sequencing (Illumna Miseq), gebruikmakend van specifieke primers for fungi (ITS) en arbusculaire mycorrhizae (SSU). Zo willen we de ondergrondse symbiotische gemeenschap van uitheemse soorten in kaart brengen." "De rol van oude genomische variatie in snelle adaptatie." "Hannes Svardal" "Evolutionaire ecologie (EVECO), Systemisch Fysiologisch en Ecotoxicologisch Onderzoek (SPHERE)" "De honderden nauw verwante, maar ecologisch zeer diverse cichlide vissoorten in het Malawimeer vormen een uitzonderlijk kans om de genetische mechanismen te bestuderen die gepaard gaan met snelle adaptatie en diversificatie. We hebben onlangs ontdekt dat cichliden uit het Malawimeer regio's in het genoom herbergen met een uitzonderlijk hoge genetische diversiteit. In dit project zal de student recente sequentiegegevens van het volledige genoom van honderden cichliden uit het Malawimeer analyseren om de evolutionaire oorsprong van deze genetische regio's met een hoge genetische diversiteit te identificeren. De student zal o.m. testen of deze genetische varianten in de voorouders van cichliden uit het Malawimeer ontstaan zijn door hybridisatie met een afwijkende afstammingslijn en of deze variatie is behouden door evenwichtige selectie. In een tweede stap zal de student methoden uit de populatie genetica gebruiken om de rol van deze genetische varianten in ecologische aanpassing en soortvorming van cichliden te achterhalen. Een specifieke toepassing hiervan is de recente aanpassing van populaties aan intensieve visvangst. Voorlopig bewijs suggereert dat genetische variatie in regio's met een hoge voorouderlijke diversiteit onder differentiële selectie valt tussen zwak en zwaar beviste populaties. De student gebruikt statistische technieken uit de genetica om de hypothesen te testen." "Sequencing DNA van museumexemplaren om de genetische basis van snelle aanpassing aan zware visvangst te ontrafelen." "Hannes Svardal" "Systemisch Fysiologisch en Ecotoxicologisch Onderzoek (SPHERE)" "We begrijpen momenteel nog niet goed hoe veranderingen in het milieu kunnen leiden tot snelle genetische aanpassingen. Deze kennis is echter essentieel bij het evalueren en voorspellen van de menselijke impact op natuurlijke ecosystemen, kan de genetische basis van adaptieve kenmerken blootleggen en inzicht geven in fundamentele evolutionaire processen. Om dit te onderzoeken zullen we de genetische factoren bepalen die bijdragen aan snelle genetische aanpassingen in vispopulaties van Lake Malawi die al ongeveer 40 jaar onder druk staan van zware visvangst. Het hele genoom van 96 vissen van de huidige matig en zwaar beviste populaties werd reeds bepaald. Analyse van deze gegevens suggereert over het algemeen een zeer nauwe verwantschap tussen populaties, maar ook de aanwezigheid van zones in het genoom met grote verschillen tussen matig en zwaar beviste populaties. Om dit verder te onderzoeken stellen we voor om het genoom te bepalen van museumexemplaren (een innovatieve techniek die ook wel 'museomics' wordt genoemd) uit dezelfde populaties, van voor het begin en van tijdens de periode van zware visvangst. Er zijn exemplaren beschikbaar via gevestigde samenwerkingen met het British Museum of Natural History, het Monkey Bay Fisheries Research Station in Malawi, en prof. Erik Verheyen (Universiteit van Antwerpen en Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen). Door de genetische samenstelling van historische populaties te vergelijken met de huidige genetische samenstelling (na 40 jaar zware visvangst) kunnen we kandidaat-genen identificeren die aanpassingen aan de druk door visvangst mogelijk maken. We hebben een pilotstudie uitgevoerd, welke suggereert dat de museumexemplaren die in dit onderzoek zijn gebruikt, voldoende DNA opleveren voor het bepalen van het genoom. Verder hebben we recente broedkolonies van dezelfde vispopulaties beschikbaar in de Universiteit van Antwerpen. Dit laat ons toe om in toekomstige projecten de fenotypische veranderingen op te volgen en te relateren aan de gemeten genetische adaptatie. Dit project levert belangrijke resultaten ter ondersteuning van een 'ERC-starting grant' aanvraag welke is gericht op het bepalen van relaties tussen genotypen, fenotypen en selectiedruk binnen de snelle evolutie die door de mens wordt veroorzaakt." "De rol van de paraoxonase genfamilie in obesitas en obesitas-geassocieerde leverziekten na blootstelling aan omgevingspolluenten of medische interventies." "Wim Van Hul" "Medische Genetica (MEDGEN), Proteïne-biochemie, proteoom & epigenoom signaalmechanismen (PPES), Laboratorium Experimentele geneeskunde en Pediatrie (LEMP)., Proteïnechemie, proteoomanalyse en epigenetische signalisatie (PPES), Veterinaire fysiologie en biochemie, Medische genetica van obesitas en skeletaandoeningen (MGENOS)" "Obesitas is een belangrijk gezondheidsprobleem, enerzijds door de toenemende prevalentie en anderzijds vanwege de bijbehorende morbiditeit. Het wordt geassocieerd met vetophoping in vetweefsel en niet-vetweefsel zoals lever en skeletspier. Ectopisch vet in de lever (non-alcoholic fatty liver disease, NAFLD) leidt tot dyslipidemie en insulineresistentie, en een verhoogd risico op de ontwikkeling van diabetes type 2. Naast calorierijke voeding en gebrek aan lichaamsbeweging, wordt ook blootstelling aan pesticiden en endocrien verstorende chemische stoffen vandaag steeds meer erkend als een ""obesogene"" risicofactor. Uit recente genoom- en epigenoomwijde associatiestudies blijkt bovendien dat er een belangrijke wisselwerking is tussen vele obesitas-geassocieerde genetische varianten en omgevingsfactoren (voeding, pesticiden, lichaamsbeweging, alcoholgebruik, roken, drugs, medicijnen) met DNA methylatieveranderingen op proximale promotors en enhancers. Zo hebben we onlangs een sterke associatie vastgesteld tussen het paraoxonase 1 (PON1) p.Q192R genotype, pesticide blootstelling en epigenetische (her)programmering van endocriene signaalwegen verantwoordelijk voor obesitas en hoog lichaamsvetgehalte. PON(1-3) eiwitten hydrolyseren verschillende pesticiden, een aantal exogene en endogene lactonen en metaboliseren toxische geoxideerde low/high density lipoproteïnen (LDL en HDL). Een daling van PON(1-3) expressie resulteert echter in een ongunstige vetstofwisseling, is een belangrijke risicofactor voor cardiometabolische ziekte en is onlangs ook vastgesteld bij kinderen en volwassenen met obesitas, leversteatose en het zwaardere subtype van steatohepatitis. Gezien de cruciale rol van PON-eiwitten bij de bescherming tegen schadelijke vervuiling en pesticide blootstelling in het milieu en obesitas, is er een dringende behoefte aan verder moleculair en klinisch onderzoek naar de (epi)genetische regulatiemechanismen betrokken bij PON(1-3) expressie. In deze GOA, willen we verder onderzoek doen naar het verband tussen klinisch gekarakteriseerde obesitas fenotypes met genetische PON(1-3)-varianten (SNP polymorfismen, gencopij varianten), overeenkomstige epigenetische DNA-methylatieveranderingen in het PON(1-3) locus en PON(1-3) expressie in bloed, lever, vet- of serum-stalen van klinische patiënten-cohorten gediagnosticeerd met obesitas, NAFLD /NASH en dit in relatie tot pesticide blootstelling of een medische behandeling (liraglutide of bariatrische chirurgie). Functioneel onderzoek naar de genetische-epigenetische wisselwerking bij PON(1-3) expressie na blootstelling aan pesticiden of na medische ingrepen zal verder worden onderzocht in relatie tot de biochemische parameters van obesitas / leversteatose /vetceldifferentiatie in celmodellen in vitro en in een zebravismodel in vivo. Als zodanig, kan een beter begrip van variabele PON(1-3) regulatie van obesitas-geassocieerde fenotypes door schadelijke pesticiden of interventiestrategieën nieuwe perspectieven bieden om obesitas te voorkomen en/of de cardiometabole gezondheid te bevorderen." "Onderzoek van de mechanismen die aan de basis liggen van de ontwikkelingsvertraging in KCNQ2 encefalopathie, gebruik makende van hersen-organoids." "Sarah Weckhuysen" "VIB CMN - Toegepaste en Translationele Neurogenomica, Moleculaire, Cellulaire en Netwerk Exciteerbaarheid (MCNE), Neurogenetica" "Epilepsie is een van de meest voorkomende neurologische aandoeningen, bestaande uit recurrente epileptische aanvallen. KCNQ2 encefalopathie (KCNQ2-E) is een ernstig subtype, gekenmerkt door epileptische aanvallen beginnend in de eerste weken na de geboorte, en ernstige ontwikkelingsachterstand waarvoor geen behandeling bestaat. De aandoening wordt veroorzaakt door een mutatie in het gen KCNQ2, coderend voor een kalium kanaal in de hersenen dat uitermate belangrijk is voor de communicatie en ontwikkeling van hersencellen. In dit project willen we onderzoeken wat de exacte oorzaak is van de ontwikkelingsproblemen in KCNQ2-E. Dit blijft totnogtoe onduidelijk, en lijkt op zijn minst gedeeltelijk los te staan van de epileptische activiteit in de hersenen. Als model zullen we gebruik maken van hersen organoids. Dit zijn 3D structuren afgeleid van pluripotente stam cellen van patienten, die het foetale brein in vitro modellen. Hersen organoids zijn het ideale model voor dit project, gezien de meer complexe cel-interacties vergeleken met 2D neuronale culturen. Bovendien reproduceren zij ook menselijke hersenstructuren die niet aanwezig zijn in diermodellen. De hersen organoids zullen morfologisch en elektrofysiologisch gekarakteriseerd worden, en vergeleken worden met controle organoids, met het uiteindelijke doel om de mechanismen in kaart te brengen die aan de basis liggen van de ontwikkelingsproblemen. Zo zullen we een potent readout system ontwikkeling voor toekomstige therapeutische studies." "Binnenoor gentherapie als preventie van doofheid in DFNA9." "Vincent Van Rompaey" "Laboratorium voor Experimentele Hematologie (LEH), Instituut voor Vaccin-en Infectieziekten (VAXINFECTIO), Translationele Neurowetenschappen (TNW)" "Gehoorverlies heeft een significante impact op levenskwaliteit en de maatschappij in het algemeen. Gehoorverlies is de meest frequente zintuigbeperking in de mens en treft 360 miljoen wereldwijd. Het werd dan ook door de Wereld Gezondheidsorganisatie (WGO) opgelijst als prioritaire ziekte voor onderzoek naar therapeutische interventies. DFNA9 is een dominant overerfbare aandoening, veroorzaakt door heterozygote mutaties in het COCH-gen, die progressief leidt tot bilaterale doofheid en verlies van evenwicht op de leeftijd van 50-70 jaar. Momenteel is er geen behandeling beschikbaar die het ontstaan van gehoorverlies kan verhinderen in DFNA9-patiënten. Lokale gentherapie om gehoor te herstellen of preventie van gehoorverlies werd de afgelopen jaren reeds uitgebreid bestudeerd in neonatale muismodellen. Momenteel is er een klinische studie lopende waarbij volwassen patiënten met diep perceptief gehoorverlies geïnjecteerd worden met virus-gebaseerde vectoren die gentherapie dragen om haarcellen te herstellen. Deze injectie gebeurt rechtstreeks in het slakkenhuis. In dit project hebben we als doel om binnenoor gentherapie te ontwikkelen als preventie tegen doofheid in een preklinisch muismodel van DFNA9. Door gebruik te maken van adeno-geassocieerde virale vectoren, zullen we met CRISPR-Cpf1 genoomcorrigerende technologie in de cochlea het gemuteerde (en normale) Coch in het genomisch DNA identificeren en verwijderen. En dit op een veilige en efficiënte manier om de expressie van het mutante (en normale) Coch eiwit te blokkeren in de presymptomatische fase. Op deze manier verwachten we de ernst van het gehoorverlies te verkleinen of het ontstaan van gehoorverlies te verhinderen in doofheid geassocieerd aan DFNA9."