Onderzoeksgroep

Gastheer proteasen op de interface tussen mens en SARS-CoV-2: Focus op TMPRSS2 als therapeutisch doelwit. 01/06/2020 - 31/05/2021

Abstract

Het coronavirus SARS-CoV-2, oorzaak van de COVID-19 aandoening, veroorzaakt momenteel een ongeziene pandemie. Twee processen ter hoogte van de humane-virale interface zijn nodig voor infectie. De binding van het virus aan de humane cel wordt veroorzaakt door de interactie tussen het virale SARS-CoV-2 'spike' eiwit en zijn gastheer receptor het angiotensine-converting enzyme 2 (ACE2). Daarnaast wordt het virus geprimed om de gastheercel binnen te dringen door een proteolytische splitsing van het SARS-CoV-2 'spike' eiwit door andere proteasen die aan het oppervlak van de cel tot uiting komen, zoals het TMPRSS2. Inhibitie van TMPRSS2-priming remt de infectiviteit van SARS-CoV-2. Spijtig genoeg zijn de huidig beschikbare inhibitoren niet specifiek. Voor de ontwikkeling van meer krachtige en specifieke TMPRSS2 inhibitoren, is een betere kennis van de karakteristieken van het protease TMPRSS2 dringend nodig. Dit project wil voorzien in het noodzakelijke fundament voor het rationeel ontwikkelen van specifieke TMPRSS2 inhibitoren in de strijd tegen SARS-CoV-2 en COVID-19. Het project omvat daartoe 2 werkpaketten en 6 onderling verwante en meetbare resultaten ( 'deliverables'). De volgende vragen zullen beantwoord worden (1) Wat is de uitgebreide substraatspecificiteit van TMPRSS2? en (2) Wat is de correlatie tussen TMPRSS2 inhibitie en de neutralisatie van SARS-CoV-2 infectiviteit in vitro? De concrete deliverables van het project omvatten de beschikbaarheid van recombinant human TMPRSS2, methoden om zijn activiteit te kwantificeren, data over de uitgebreide substraatspecificiteit en over de inhibitiekarakteristieken van een set van 100 moleculen uit de bibliotheek van proteaseremmers van de onderzoeksgroep Medicinale Chemie (UAMC). De correlatie tussen de sterkte van TMPRSS2-inhibitie met hun effect op in vitro SARS-CoV-2 infectiviteit, samen met data over de uitgebreide substraatspecificiteit van TMPRSS2 vormen een onmisbare basis voor de optimale planning van grote samenwerkingsprojecten rond gastheer protease targeting als therapeutische strategie in de strijd tegen COVID-19. Gezien de recent bijgekomen expertise rond structurele biologie in het laboratorium, zal dit project ook de basis leggen voor toekomstige structurele studies van inhibitoren in complex met TMPRSS2, wat op zijn beurt rationale geneesmiddelen-ontwikkeling kan stimuleren en kan leiden tot krachtiger en meer specifieke producten.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Studie van de interactie tussen het Leishmania dynamin-1 like protein en compound X, een veelbelovende molecule voor de ontwikkeling van nieuwe geneesmiddelen tegen Leishmania. 01/04/2020 - 31/03/2021

Abstract

Het behandelen van Leishmania infecties wordt steeds moeilijker omwille van de resistentie van de parasiet tegen huidige geneesmiddelen. In de zoektocht naar de ontwikkeling van nieuwe therapieën tegen Leishmania werd 'compound X' geïdentificeerd als een veelbelovend molecule dat zowel laboratoriumstammen en klinische isolaten van de parasiet kan afdoden. Preliminaire data verkregen door studies met Leishmania donovani culturen toonden aan dat Leishmania donovani dynamin-1 like protein (LdoDNM1) hoogstwaarschijnlijk het doelwit vormt van compound X. Een directe interactie tussen compound X en LdoDNM1 werd echter nog niet gevalideerd. Het doel van dit onderzoek is om de interactie tussen compound X en LdoDNM1 te bestuderen aan de hand van een combinatie van kwantitatieve biofysische methoden.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

    Androglobine: een testis-specifiek globine. 01/10/2015 - 30/09/2017

    Abstract

    Het doel van dit doctoraatsproject is de moleculaire biochemische en biofysische karakterisering van een recent ontdekt soort chimeer globine, Androglobine genaamd. (Hoogewijs, D. et al. (2011) Mol. Biol. Evol.) Dit chimeer eiwit bevat een N-terminaal calpaïne domein, een intern circulair gepermuteerd globine domein en een IQ-calmoduline bindend motief. Androglobine wordt tot expressie gebracht in testis weefsel en is mogelijks betrokken bij de spermatogenese en kan daardoor medische implicaties hebben. In dit project zal de gasligandbinding en protease activiteit van het volledige eiwit alsook van de aparte domeinen bepaald worden. De structurele karakterisering van het eiwit zal gebeuren a.d.h.v spectroscopische technieken en X-ray diffractie. Verder zal de functie van androglobine worden bestudeerd door de genexpressie te bestuderen in spermastalen en testis biopten. Door de combinatie van de verworven resultaten hopen we bij te dragen tot de ontrafeling van de functie van dit bijzonder interessant eiwit.

    Onderzoeker(s)

    • Promotor: Dewilde Sylvia
    • Mandaathouder: Bracke An

    Onderzoeksgroep(en)

    Androglobine: een testis-specifiek globine! 01/10/2013 - 30/09/2015

    Abstract

    Het doel van dit doctoraatsproject is de moleculaire biochemische en biofysische karakterisering van een recent ontdekt soort chimeer globine, Androglobine genaamd. (Hoogewijs, D. et al. (2011) Mol. Biol. Evol.) Dit chimeer eiwit bevat een N-terminaal calpaïne domein, een intern circulair gepermuteerd globine domein en een IQ-calmoduline bindend motief. Androglobine wordt tot expressie gebracht in testis weefsel en is mogelijks betrokken bij de spermatogenese en kan daardoor medische implicaties hebben. In dit project zal de gasligandbinding en protease activiteit van het volledige eiwit alsook van de aparte domeinen bepaald worden. De structurele karakterisering van het eiwit zal gebeuren a.d.h.v spectroscopische technieken en X-ray diffractie. Door de combinatie van de verworven resultaten hopen we bij te dragen tot de ontrafeling van de functie van dit bijzonder interessant eiwit.

    Onderzoeker(s)

    • Promotor: Dewilde Sylvia
    • Mandaathouder: Bracke An

    Onderzoeksgroep(en)

    Androglobine: een nieuw humaan globine geëxpresseerd in de testis. 01/10/2012 - 30/09/2013

    Abstract

    Vergelijkende genomische studies hebben geleid tot de identificatie van verschillende nieuwe globine eiwitten in Metazoa. Deze ontdekkingen tonen aan dat zeer geconserveerde globine opvouwingen toch kunnen leiden tot verschillende functies, en niet enkel tot de klassieke zuurstof transport en opslag functie van hemo- en myoglobine. Op het einde van 2011, heeft ons labo- samen met een Internationaal netwerk- de ontdekking gepubliceerd in Mol. Biol. Evol. van een tot hiertoe onbekende familie van chimere eiwitten. Deze eiwitten bevatten een N-terminaal calpaine domein, een intern, circulair gepermuteerd globine domein en een IQ-calmoduline bindend motief (Hoogewijs, D. et al. (2011) Mol. Biol. Evol. [Epub ahead of print]). Dit nieuw eiwit, androglobine, wordt geëxpresseerd in de testis, is mogelijks betrokken bij de spermatogenese en kan daardoor medische implicaties hebben. Het doel van dit project is de moleculaire; biochemische en biofysische karakterisering van het humaan en zebravis androglobine. Dit zal gebeuren door i) de expressie van de recombinante eiwitten en zijn domeinen; ii) de determinatie van de gasligandbinding en protease activiteit van het volledige eiwit alsook de aparte domeinen: iii) de structurele karakterisering van het eiwit gebruik makend van spectroscopische en X-ray diffractie. Door de combinatie van de verworven resultaten hopen we bij te dragen tot de ontrafeling van de functie van dit bijzonder interessant eiwit.

    Onderzoeker(s)

    • Promotor: Dewilde Sylvia
    • Mandaathouder: Bracke An

    Onderzoeksgroep(en)