Titel Promotor Affiliaties "Korte inhoud" "Longitudinale meting van synaptische densiteit om progressie van ziekte van Parkinson en ziekte van Huntington te kwantificeren" "Wim Vandenberghe" "Laboratorium voor Parkinson Onderzoek, Nucleaire Geneeskunde & Moleculaire Beeldvorming" "Er is meer en meer evidentie uit celcultuur of diermodelonderzoek en postmortem studies bij mensen die suggereert dat pathologie van de synapsen een belangrijk vroegtijdig pathofysiologisch mechanisme is bij ziekte van Parkinson en Huntington. PET beeldvorming met 11C‑UCB‑J, een radiotracer voor het presynaptisch eiwit SV2A, die kan beschouwd worden als een in vivo merker voor synaptische densiteit in het menselijk brein. Deze thesis rapporteert twee multimodale beeldvormingsstudies in mensen met vroegtijdige ziekte van Parkinson en Huntington respectievelijk, beide met een leeftijd- en geslacht overeenkomende gezonde controlegroep. Het doel van deze studies was om na te gaan of er bij patiënten van ziekte van Parkinson en in dragers van een Huntington mutatie in een vroeg stadium respectievelijk in vivo regionale synaptische veranderingen zijn in het menselijk brein, en eventuele correlaties met klinische parameters hiervan, alsook de geschiktheid van 11C‑UCB‑J PET te evalueren als diagnostische en/or prognostische biomerker in deze groepen.Voor de longitudinale ziekte van Parkinson studie werden 30 patiënten met Parkinson en 20 gezonde controles geïncludeerd bij de start van de studie (baseline), en 27 Parkinson patiënten en 18 controles vervolledigden ook de opvolgingsvisites na ongeveer 2 jaar (follow-up). Op baseline en follow‑up werd 11C‑UCB‑J PET gecombineerd met 18F-FE-PE2I PET, een merker voor kwantificatie van dopaminerge presynaptische terminals, en MRI. Bovendien werd bij alle deelnemers een uitgebreid onderzoek van klinische motor en non-motor symptomen of tekenen afgenomen. Corticale en subcorticale volumes of interest (VOIs) werden afgelijnd op basis van individuele 3D MRI beelden. VOI- en voxel gebaseerde analyses werden uitgevoerd. Alle PET beeldvormingsdata werden geanalyseerd zonder en met correctie voor partieel volume effecten, en statische analyses werden gecorrigeerd voor multipele vergelijkingen. Op baseline toonde klinische karakterisatie aan dat patiënten met ziekte van Parkinson meer motorische aantasting vertoonden, en meer cognitieve problemen, angst, slaapstoornissen en autonome symptomen hadden in vergelijking met de controles. Over de opvolg periode van 2 jaar was er enkel een significante achteruitgang van de motorische aantasting in de Parkinson groep. Met 11C‑UCB‑J PET werd cross-sectioneel enkel in de substantia nigra een significant verlies van SV2A gevonden in de Parkinson groep. Over 2 jaar kon geen significant regionaal SV2A verlies bij de patiënten met ziekte van Parkinson worden aangetoond. 18F‑FE‑PE2I PET daarentegen bevestigde een ernstige daling van striatale en nigrale dopamine transporter (DAT) binding in vroegtijdige ziekte van Parkinson vergeleken met controles, die het meest uitgesproken was in het putamen. Na 2 jaar was er een verdere significante jaarlijkse daling in het striatum bij ziekte van Parkinson, die opnieuw significant groter was dan in de controlegroep. Er waren geen correlaties tussen regionaal verlies van 11C‑UCB‑J or 18F-FE-PE2I binding en klinische scores bij baseline of longitudinaal.Het cross-sectionele Huntington studie cohort bestond uit 18 Huntington mutatiedragers in een vroeg stadium (7 premanifest, 11 manifest [7 Shoulson & Fahn stadium 1 and 4 stadium 2]) en 15 gezonde controles. De longitudinale studie is nog lopende. SV2A PET werd gecombineerd met 18F‑FDG PET, gegeven de vermoedelijke link tussen synaptische activiteit en het glucose metabolisme in de hersenen, en MRI. Motor en non-motor functies werden ook onderzocht bij alle studiedeelnemers. Gelijkaardig aan de studie bij ziekte van Parkinson werden corticale en subcorticale volumes of interest (VOIs) werden afgelijnd op basis van individuele 3D MRI beelden. VOI- en voxel gebaseerde analyses werden uitgevoerd. Alle PET beeldvormingsdata werden geanalyseerd zonder en met correctie voor partieel volume effecten, en statische analyses werden gecorrigeerd voor leeftijd, geslacht en multipele vergelijkingen. In vergelijking met controles hadden de deelnemers met ziekte van Huntington significant hogere motor scores, alsook meer cognitieve achteruitgang. 18F‑FDG PET toonde regional hypometabolism dat beperkt was tot het striatum in de Huntington groep, terwijl 11C‑UCB‑J PET een wijdverspreid verlies van presynaptische terminals kon aantonen, in striatum, cerebrale cortex en cerebellum. Een subgroep analyse gaf aan dat verlies van SV2A in de premanifeste ziekte van Huntington beperkt was tot het striatum, maar in de manifeste fase veel wijdverspreider was met ook betrokkenheid van de cerebrale cortex. In de Huntington groep correleerde het SV2A verlies in het putamen bovendien ook met motorische tekenen.Samengevat biedt deze thesis nieuwe inzichten over in vivo synaptische veranderingen in mensen met vroegtijdige ziekte van Parkinson en Huntington. In de vroege fase van ziekte van Parkinson blijkt 18F‑FE‑PE2I PET een robuste biomerker te zijn voor cross-sectioneel en longitudinaal verlies van nigrostriatale dopaminerge terminals in vivo, maar kan niet gebruikt worden als kwantitatief surrogaat eindpunt voor klinische aantasting of progressie. 11C‑UCB‑J PET toonde cross-sectioneel SV2A verlies in de substantia nigra in de ziekte van Parkinson group, maar er werden geen longitudinale veranderingen noch correlaties met klinische symptomen gevonden. Dus, 11C‑UCB‑J binding lijkt niet geschikt als diagnostische of prognostische biomerker bij vroege ziekte van Parkinson. Bij vroegtijdige ziekte van Huntington breidt verlies van SV2A uit van het striatum in premanifest Huntington tot een wijdverspreid corticaal en subcorticaal verlies in de manifeste fase van de ziekte, terwijl het glucose hypometabolisme beperkt blijft tot het striatum in zowel de premanifest als manifeste groep. Verder waren motor symptomen negatief gecorreleerd met 11C‑UCB‑J binding in het putamen. Zodus zou SV2A PET een veelbelovende diagnostische of monitoring beeldvormingsbiomerker kunnen zijn in mensen met vroegtijdige ziekte van Huntington. Een longitudinale 2-jaar follow-up studie is momenteel lopende." "Preklinische PET beeldvorming van allelselectieve mHTT-verlaging als kandidaatbehandeling voor de ziekte van Huntington." "Steven Staelens" "Moleculaire Beeldvorming en Radiologie (MIRA)" "De ziekte van Huntington (ZvH) is een progressieve autosomaal dominante neurodegeneratieve aandoening veroorzaakt door een mutatie in het huntingtine-gen (HTT), dat codeert voor mutant huntingtine (mHTT). Omdat het verlagen van het niveau van toxische mHTT mogelijks het ziekteprogressie kan stoppen, is een kandidaatbehandeling voor de ZvH het gebruik van zinkvingereiwit transcriptierepressoren (ZFP-TR). Deze behandeling zal selectief de expressie van het gemuteerde HTT-gen onderdrukken. Een enorme beperking bij de evaluatie van nieuwe therapieën was echter het ontbreken van objectieve niet-invasieve merkers om hun werkzaamheid te beoordelen. Daarom hebben we onlangs het eerste radioligand geïmplementeerd en gevalideerd om in vivo mHTTniveaus in beeld te brengen met positronemissietomografie (PET). Het doel van dit project is nu om de ZFP-TR gebasseerde behandeling en de timing ervan te beoordelen met behulp van verschillende beeldvormings biomerkers. Dit werk zal zo het allereerste in vivo bewijs van werkzaamheid van een mHTTverlagende ZvH-therapie leveren aan de hand van fenotypisch herstel van verschillende moleculaire mechanismen in knock-in muismodellen van de ZvH. De multimodale benadering, met in vivo PET-beeldvorming, magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) en post-mortemtechnieken, zal een platform vormen om de effectiviteit van de ZFP-TR therapeutische interventie te beoordelen en zo een belangrijke bijdrage leveren voor uiteindelijke klinische vertaling." "Preklinische beeldvorming van de cerebrale cannabinoïd receptoren bij de ziekte van Huntington." "Koen Van Laere" "Nucleaire Geneeskunde & Moleculaire Beeldvorming" "De ziekte van Huntington (HD) is een progressieve neurodegeneratieve bewegingsstoornis zonder curatieve therapie. Het endocannabinoïd systeem is verstoord bij HD. Ex vivo studies wijzen op een rol van de cannabinoïd-type1 receptor (CB1-B) in de pathogenese en symptomatologie. Ook de cannabinoïd-type2 receptor (CB2-R) is betrokken en heeft een modulerende rol in de beschermingsreactie tegen neurotoxiciteit. Wij bestudeerden recent de cerebrale CB1-R beschikbaarheid in vivo bij symptomatische HD-patiënten via PET. Een uniforme daling werd aangetoond, onafhankelijk van ziekteduur en motore symptomatologie, doch gecorreleerd aan ziekte-load in de frontale hersenschors. Dit past bij een verstoring van de CB1-R expressie door mutant-huntingtine, en is dus aanwezigheid vroeg in het ziekteproces.De CBR-2 werd tot op heden nog niet in vivo bestudeerd. In dit project wensen we de relatieve bijdrage van de CB1-R en CB2-R als belangrijke effectoren van het ECS in experimenteel HD verder te bestuderen. Ook een translationele vergelijking met humaan HD zal worden uitgevoerd om zo de mogelijkheid van ECS-gebaseerde therapieën te onderzoeken. Deze zullen worden toegepast op experimentele modellen. Methodologisch wensen we de correctie voor het partieel-volume-effect te optimaliseren en wensen we ook eenvoudige niet-invasieve kinetische modellen te evalueren voor deze microPET metingen." "Expressie van het translocator proteïne in diermodellen voor temporale kwabepilepsie epilepsie en ziekte van Huntington." "Jeroen Verhaeghe" "Moleculaire beeldvorming, Pathologie, Radiotherapie & Oncologie (MIPRO)" "Epilepsie is een chronisch neurologische aandoening die ongeveer 65 miljoen mensen wereldwijd treft en een enorme impact heeft op de levenskwaliteit van de patiënt en zijn familie. Temporale kwabepilepsie wat geassocieerd is met psychiatrische comorbiditeiten zoals angst en depressie, is de meest ernstige en meest voorkomende vorm van verworven partiële epilepsie. Het huidig onderzoeksvoorstel zal een nieuwe hypothese bestuderen waarbij herseninflammatie en de ontwikkeling van epilepsie (epileptogenesis) gekoppeld worden. Onze hypothese wordt ondersteund door volgende observaties: i) het translocator eiwit (TSPO) dat gekend is als biomerker voor herseninflammatie, wordt tot overexpressie gebracht in epilepsie en ii) onze preliminaire data suggereert een verband tussen TSPO overexpressie en spontane aanvallen. Het verder ontrafelen van deze relatie zal ons in staat stellen te evalueren of TSPO een biomerker kan zijn voor maladaptieve neuroplasticiteit tijdens epileptogenese. Ten eerste zal door middel van translationele technieken het patroon van TSPO expressie tijdens epileptogenese in vivo onderzocht worden in het kaïnaat-geïnduceerde-status epilepticus (KASE) model. Ten tweede zal de rol van TSPO in epileptogenese onderzocht door gebruik van een TSPO knockout muis. Daarnaast zullen ook farmacologische stoffen gebruikt worden om te interfereren met herseninflammatie en TSPO. Op deze manier wordt het mogelijk om een causale relatie te onderzoeken tussen epileptogenese en TSPO. Dit innovatief project zal in eerste instantie TSPO PET als een biomerker voor epileptogenese evalueren. Dit kan leiden tot een vroege merker voor de identificatie van patiënten met een verhoogd risico voor verworven epilepsie na een hersenletsel. Vervolgens zal het ons begrip over de ambigue complexiteiten gerelateerd aan herseninflammatie en zijn effect op de exciteerbaarheid van de hersenen verhogen" "Preklinische beeldvorming van de cerebrale cannabinoïd receptoren bij de ziekte van Huntington." "Cindy Casteels" "Nucleaire Geneeskunde & Moleculaire Beeldvorming" "In vivo onderzoek van de metabotrope glutamaatreceptor type 5 (mGluR5) in relatie tot adenosinesignalering en neuroinflammatie bij experimentele ziekte van Parkinson." "Koen Van Laere" "Nucleaire Geneeskunde & Moleculaire Beeldvorming" "Met een ouder wordende bevolking, gaat ook de zoektocht verder naar een curatieve of op zijn minst een betere symptomatische behandeling van neurodegeneratieve ziekten zoals de ziekte van Parkinson (ZvP). De huidige behandelingen zijn voornamelijk gericht op het herstellen van neurotransmissie in de basale ganglia en focussen zich op de dopaminerge synaps in het striatum, meestal via de dopamine-precursor levodopa. Momenteel slaagt men er met deze behandeling echter niet in om de voortgang van de ziekte te vertragen. Chronisch levodopa gebruik is ook geassocieerd met het optreden van nadelige bijwerkingen, zoals levodopa-geïnduceerde dyskinesieën (LID) en progressieve non-motor symptomen. In vivo functionele beeldvorming, zoals positron emissie tomografie (PET), kan worden gebruikt om enerzijds nieuwe targets te identificeren en evalueren, en anderzijds waardevolle informatie te verschaffen over de neuropathologische mechanismen die hiermee gepaard gaan bij patiënten en bij knaagdiermodellen. PET-beeldvorming faciliteert dus de niet-invasieve longitudinale kwantificering van receptorniveaus in de hersenen als potentiële biomarkers voor identificatie, prognose en opvolging van aandoeningen. De pathofysiologie van neurodegeneratieve ziekten wordt gekenmerkt door een triade van abnormale eiwitafzetting, excitotoxiciteit en neuro-inflammatie. Aangezien er momenteel nog geen α-synucleine radioligand bestaat, was het doel van dit manuscript om twee ZvP-gerelateerde targets te onderzoeken op een multidisciplinaire manier, namelijk de metabotrope glutamaat receptor type 5 (mGluR5) en de purinerge P2X7 receptor. Deze receptoren spelen een centrale rol in verschillende neuropathologische processen die leiden tot de ziekte van Parkinson, met inbegrip van ontsteking, eiwitafzetting en excitotoxiciteit. In hoofdstuk 2 & 3 wilden we de rol van mGluR5 onderzoeken in toxine geïnduceerde modellen. In de vakliteratuur werd aangetoond dat de mGlu5-receptor motorische en cognitieve neurocircuits reguleert die worden aangetast door de ZvP en is daarom een interessant onderwerp voor therapeutische interventies. Tot nu toe heeft het wetenschappelijk onderzoek tegenstrijdige resultaten opgeleverd met betrekking tot de causale rol van mGluR5 bij ZvP en LID. Met behulp van in vivo [18F]FPEB-beeldvorming, evalueerden we of regionale [18F]FPEB-binding significant verschillend was bij zieke dan wel bij gezonde dieren, om ons op deze manier belangrijke inzichten te verschaffen inzake het ziekteproces. In beide hoofdstukken werd PET-beeldvorming gecombineerd met gedragstesten en immunohistochemie om onze in vivo bevindingen te valideren. In het acute 6-OHDA ZvP-model werd een verminderde aanwezigheid van mGluR5 aangetoond in verschillende anatomische regio's geassocieerd met motorische controle, waaronder het striatum, de somatosensorische cortex, motorische cortex en pariëtale associatiecortex, en was het meest uitgesproken in het ipsilaterale striatum. In tegenstelling tot deze eerdere bevinding, vonden we een verhoogde relatieve [18F]FPEB-binding in de motorische en de somatosensorische cortex van LID ratten, dewelke was positief gecorreleerd met ‘abnormale onvrijwillige bewegingsscores’, een beoordelingsschaal voor de ernst van de LIDs. Hoewel de striatale glutamine concentratie significant verhoogd was in zowel ratten behandeld met levodopa als met saline, vonden we geen veranderingen in glutamaatspiegels in dyskinetische of bij onbehandelde ZvP-ratten. We kunnen dus besluiten dat er een verminderde regionale beschikbaarheid van mGluR5 is bij Parkinson dieren en een beperkte toename van mGluR5 bij dyskinetische dieren, gekoppeld aan de ernst van de LIDs. Deze resultaten bevestigen het potentieel van behandelingen met mGluR5-negatieve allosterische modulatoren bij ZvP met LID. In hoofdstuk 3 bestudeerden we het quinolinezuur (QA) model dat gelokaliseerde excitotoxiciteit veroorzaakt door overactivering van NMDA-receptoren. Dit is een neuropathologische pathway die frequent in verband wordt gebracht met neurodegeneratieve ziekten zoals ZvP en de ziekte van Huntington. In een longitudinale PET studie analyseerden we het effect van QA op de aanwezigheid van mGluR5 tot 7 weken na injectie. In tegenstelling tot 6-OHDA, dat degeneratie veroorzaakt van presynaptische dopaminerge terminals, leidt een striatale QA-injectie tot post-synaptische dysfunctie van striatale ‘medium spiny neurons’. Zoals verwacht vertoonden QA ratten subtiele motorische symptomen maar geen cognitieve stoornissen. De QA-laesie verminderde de aanwezigheid van mGluR5 in het gebied van striatale degeneratie en ging samen met een achteruitgang van motorische symptomen. Daarnaast toonden we aan dat mGluR5-immunoreactiviteit in het laesiegebied co-lokaliseerde voornamelijk met een marker voor astrocyten. Hoewel toxine modellen worden gekenmerkt door zowel robuuste en reproduceerbare neurodegeneratie als door gedragssymptomen, geven deze modellen niet de essentiële pathofysiologische kenmerken weer van het neurodegeneratieve proces bij ZvP-patiënten. Daarom includeerden we een model dat zowel de gedragssymptomen als α-synucleinopathie vertoont, en bestudeerden we ziektegerelateerde modificaties in het glucose metabolisme van de hersenen met behulp van longitudinale [18F]FDG PET beeldvorming (hoofdstuk 4). We observeerden een dynamisch patroon van veranderingen in het regionale glucosemetabolisme, gelokaliseerd in corticale en basale ganglia-structuren, in opeenvolgende stadia van het neurodegeneratieve proces. Zowel in het striatum als de substantia nigra (SN) hielden deze veranderingen verband met motorische symptomen, terwijl een verhoogd glucosemetabolisme in de SN samenviel met focale overexpressie van TSPO, wat wijst op een aanhoudende neuroinflammatie. Hoewel het TSPO proteïne lange tijd werd gebruikt voor PET beeldvorming van (neuro)inflammatie, zijn er verschillende nadelen verbonden aan het gebruik van TSPO liganden. Om die reden werd de purinerge P2X7 receptor voorgesteld als een nieuwe marker voor de beeldvorming van neuroinflammatie. In hoofdstuk 5 evalueerden we de aanwezigheid van P2X7 binnen het rAAV2/7 α-synucleïne (α-SYN)- en 6-OHDA-model met behulp van in vitro autoradiografie en vergeleken we deze veranderingen met het TSPO bindingspatroon. Een sterke TSPO overexpressie werd waargenomen in de SN van α-SYN-ratten (hoofdstuk 4), maar werd niet vergezeld door wijzigingen in [11C]JNJ-717 binding. De 6-OHDA laesie, daarentegen, ging gepaard met een focale toename van [11C]JNJ-717 binding en viel grotendeels samen met een verhoogde [18F]DPA-714 opname. Hoewel deze resultaten veelbelovend zijn voor acute inflammatoire aandoeningen, is het essentieel dat de alteraties en pro- dan wel anti-inflammatoire aspecten van P2X7 beeldvorming grondig moeten uitgeklaard worden vooraleer dit target kan worden gebruikt voor de opvolging van neuroinflammatie in vivo.   Dit thesis manuscript toont de waarde van niet-invasieve PET-beeldvorming voor het bepalen van het potentieel van therapeutische targets, gecombineerd met aanvullende ex vivo of in vitro technieken. De implicaties en beperkingen van dit onderzoek worden behandeld in elk respectief hoofdstuk, inclusief een algemene discussie waar ook de toekomstperspectieven besproken worden (hoofdstuk 6). " "Sferische deconvolutie van hoogdimensionele diffusie MRI voor verbeterde microstructurele beeldvorming van de hersenen." "Jan Sijbers" Visielab "Multi-tissue sferische deconvolutie van diffusie MRI (dMRI) is een populaire analysemethode die de volledige witheidsvezel-oriëntatiedichtheidsfunctie en de dichtheden van hersenvocht en grijze-stofweefsel in het levende menselijke brein, volledig niet-invasief, biedt. Het kan worden gebruikt om de langeafstandsverbindingen van de hersenen te volgen en biedt een tractenspecifieke biomarker voor neuronaal verlies bij de studie van neurodegeneratieve ziekten. Momenteel kan de techniek worden beschouwd als een macroscopische benadering: het splitst de dMRI-voxels op in termen van weefsels in plaats van cellulaire componenten, waarbij de laatste potentieel relevantere biomarkers zijn. Ongelukkigerwijze hebben recente studies aangetoond dat conventionele laag-dimensionale dMRI-scans de informatie missen om deze microstructurele kenmerken op te lossen. In dit voorstel zal ik multi-tissue sferische deconvolutie naar het volgende (microscopische) niveau brengen door gebruik te maken van hoog-dimensionale dMRI-scans. Deze scans van de volgende generatie hebben veel belofte getoond om verschillende microstructurele compartimenten te ontwarren. De nieuwe sferische deconvolutiebenadering met meerdere compartimenten maakt simultane schatting mogelijk van een hoge kwaliteit axonale oriëntatiedichtheidsfunctie evenals de dichtheden van cellichamen en extracellulaire ruimte. Dit zal hoogwaardige vezeltracking mogelijk maken en tegelijkertijd meer relevante biomarkers verschaffen, en zal sferische deconvolutie helpen om zijn positie als een van de gereedschappen voor dMRI-analyse te behouden." "Translationele studie van de modulatie van de expressie van fosfodiesterase type 10A door dopaminerge neurotransmissie met behulp van moleculaire beeldvorming" "Guy Bormans" "Radiofarmaceutisch Onderzoek, Nucleaire Geneeskunde & Moleculaire Beeldvorming" "Fosfodiesterasen zijn enzymen die belangrijke signalerende moleculen afbreken (cGMP en cAMP). Het fosfodiesterase subtype 10A (PDE10A) is alleen aanwezig in een specifieke substructuur in de hersenen (""striatum"") die verband houdt met bewegingsstoornissen zoals Huntington's (HD) en Parkinson's disease (PD). PDE10A is ook een nieuw geneesmiddeldoel voor de behandeling van schizofrenie. We hebben een radioactieve stof (""radiotracer"") ontwikkeld die bindt aan PDE10A. Na injectie van de tracer kunnen we het niveau van PDE10A aanwezig in de hersenen van laboratoriumdieren en ook in de mens visualiseren en kwantificeren met behulp van een speciale scanner (positron emissie camera, PET-camera).Binnen dit project willen we onderzoeken hoe het niveau van PDE10A in de hersenen wordt beïnvloed in diermodellen van bewegingsstoornissen (PD en HD). We zullen bestuderen hoe PDE10A wordt beïnvloed door medicijnen die vaak voorgeschreven worden aan patiënten met deze ziekten en stoffen zoals amfetamine en cocaïne die de neurochemische signalen in de striatum sterk verstoren. Wij zullen de veiligheid van de tracer voor menselijke toepassing controleren door de stralingsdosis te berekenen die wordt geabsorbeerd na injectie van de radiotracer bij de mens. Verschillende benaderingen voor een optimale scanprocedure en wiskundige verwerking van de PET scan data zullen worden vergeleken. De variabiliteit van de kwantificering van het niveau van PDE10A van deze PET-scanmethode wordt bepaald door herhaalde injectie bij menselijke vrijwilligers." "(Epi)genetische stabiliteit in gameten, pre-implantatie embryo's en menselijke embryonale stamcellen met een focus op het gedrag van dynamische mutaties bij myotone dystrophie en fragiele X syndroom." "Karen Sermon" "Embryologie en Menselijke Genetica" "PGD is een alternatief voor prenatale diagnose, waarbij embryos gekweekt in vitro op dag drie na inseminatie worden onderzocht op de aanwezigheid van een genetische aandoening waarvoor het patiëntenkoppel at risk. Enkel embryos zonder de genetische aandoening in kwestie worden bij de moeder teruggeplaatst, terwijl de aangetaste embryos na informed consent van de ouders meestal worden afgestaan voor onderzoek. Dynamische mutaties zijn mutaties die veroorzaakt worden door (meestal) triplet repeats en die, indien zij door hun inherente instabiliteit vergroten, de correcte functie van het gen waarin zij zich bevinden zullen verstoren. Eén voorbeeld van zo een aandoening is myotone dystrofie (DM1), die veroorzaakt wordt door een instabiele CTG repeat in het 3 einde van het DMPK gen. Normale individuen dragen 35 repeats of minder, terwijl DM1 patiënten tussen de 50 (voor milde gevallen) en meer dan 1000 (voor de ernstige congenitale vorm) dragen. De juiste mechanismen van deze instabiliteit zijn nog niet volledig opgehelderd, maar door onderzoek in onze groep kon worden aangetoond dat de CTG repeat instabiel is in immature eicellen, terwijl hij zeer stabiel is in preimplantatie embryos. Embryos die na PGD blijken een monogene aandoening te dragen, vormen tevens een belangrijke bron voor het afleiden van embryonale stamcellijnen, die op hun beurt een belangrijk model voor het onderzoek van deze aandoeningen vertegenwoordigen. Onze vakgroep Embryologie en Genetica omvat tevens een HESC lab, waar op dit ogenblik reeds 26 verschillende HESC lijnen werden afgeleid, in cultuur gehouden en gekarakteriseerd. Zes van deze lijnen werden afgeleid van embryos die drager zijn van dynamische mutaties, nl. DM1, de ziekte van Huntington (HD), fragiele X syndroom (FRAXA, 2 lijnen), spinocerebellaire ataxie type 7 (SCA7) en fascio-scapulohumerale dystrofie (FSHD). HESC zijn onsterfelijke cellijnen die frequent voor lange tijd in cultuur worden gehouden, zonder dat dit hun pluripotentie lijkt aan te tasten. Nochtans vinden er in deze cellen mutaties plaats, zoals in elke andere delende cel. Het werd reeds gerapporteerd dat HESC chromosomale afwijkingen en epigenetische veranderingen, zoals veranderingen in methylatie patronen, kunnen ondergaan. Ook in ons eigen lab hebben wij een chromosomale aberratie genoteerd in één van onze cellijnen na een lange tijd in cultuur. Deze chromosomale afwijkingen werden tot nu toe met klassieke karyotypering opgespoord. Aansluitend op het onderzoek van De Temmerman et al (2004) op gameten en embryos met DM1, werd de HESC lijn met DM1 (VUB03_DM1) onderworpen aan een minutieus onderzoek wat betreft de instabiliteit van de CTG repeat. Bij elke passage werden groepjes van cellen uit verschillende kolonies met PCR geamplifieerd, of met Southern blot onderzocht om de lengte van de repeat accuraat te bepalen. Hieruit bleek dat de repeat hoogst instabiel is in HESC, dit in contrast met preimplantatie embryos, en dit ondanks het feit dat aangenomen wordt dat beide celtypes zeer dicht bij mekaar staan. Doel van het project Dit project omvat twee grote lijnen van onderzoek: (1) De genomische stabiliteit van de HESC zal onderzocht worden. Dit is belangrijk omdat, indien deze cellen ooit in celtherapie worden gebruikt, de veiligheid voor de recipiënt moet gewaarborgd worden. Ook zouden veranderingen in het genoom een invloed kunnen hebben op het proteoom van deze cellen, hetgeen hun capaciteit tot differentiatie naar verschillende mature celtypes zou kunnen verstoren. Niet enkel veranderingen in het genoom, maar ook epigenetische veranderingen (methylatiepatronen) kunnen een invloed op deze cellen uitoefenen. (2) Het gedrag van dynamische mutaties in gameten en preimplantatie embryos (als in vivo model, en als vervolg van het onderzoek in DM1 embryos) en in HESC zal onderzocht worden. HESC die deze mutaties dragen zijn interessante modellen die dierproeven voor een groot deel zouden kunnen vermijden. Het is dus belangrijk om het gedrag van de mutatie in deze HESC te karakteriseren, vóór andere experimenten worden ondernomen. Het uiteindelijke doel is bij te dragen tot de ontrafeling van de mechanismen van instabiliteit in dynamische mutaties, hetgeen van belang is voor de ontwikkeling van eventuele behandeling van patiënten die drager zijn van dynamische mutaties." "Synthese en biologische evaluatie van koolstof-11 en fluor-18 gemerkte P2X7-receptor liganden voor diagnose van neurologische aandoeningen met behulp van positron emissietomografie" "Guy Bormans" "Moleculaire Virologie en Gentherapie, Radiofarmaceutisch Onderzoek" "Neuroinflammatie is inflammatie geassocieërd met aandoeningen van het centraal zenuwstelsel (CZS) zoals de ziekte van Parkinson (zvP), de ziekte van Alzheimer (zvA), herseninfarct, multipele sclerose (MS), amyotrofe lateraal sclerose (ALS), de ziekte van Huntington (zvH), virale/bacteriële infectie, neoplasie en hoofdtrauma’s. Deze aandoeningen initiëren een cerebrale immuunactivatie die kan leiden tot zowel beschadiging van hersenweefsel als tot neuroprotectie. Aangezien de incidentie van neurodegeneratieve aandoeningen toeneemt en behandeling enkel effectief is in een vroeg stadium, moeten deze aandoeningen zo vroeg mogelijk gedetecteerd worden. Targets die specifiek tot expressie worden gebracht tijdens vroege neuroinflammatie zijn van groot belang voor de tijdige diagnose en opvolging van behandelingPositron emissie tomografie (PET) is een moleculaire beeldvormingstechniek die straling detecteert uitgezonden door radioactief gemerkte moleculen (PET tracers) en laat detectie toe van functionele afwijkingen die vroeger verschijnen dan anatomische afwijkingen. Een interessant target voor vroege diagnose van neuroinflammatie is de P2X7 receptor (P2X7R), die een belangrijke rol speelt tijdens neuroinflammatie geassocieerd met neurodegeneratie en tot expressie komt in diverse diermodellen van neurodegeneratieve aandoeningen.Het doel van dit project is de ontwikkeling en biologische evaluatie van koolstof-11 en fluor-18 gemerkte PET tracers die P2X7R kunnen visualizeren en dus vroege neuroinflammatie kunnen detecteren.  "