Onderzoeksgroep
Expertise
Prof. Sandra Van Puyvelde joined the Laboratory of Medical Microbiology at UA as an Assistant Professor in 2019. She received her MSc and PhD degree in Bioscience Engineering at the University of Leuven (Belgium). In her PhD research, she studied Salmonella Typhimurium gene regulation during biofilm formation. After her PhD she obtained an advanced MSc degree in Statistical Data Analysis at the University of Ghent (Belgium) and worked as a research fellow at the Institute of Tropical Medicine Antwerp studying the genomics of Salmonella causing bloodstream infections in Africa, in collaboration with the Wellcome Trust Sanger Institute in Cambridge and Cambridge University where she worked as a visiting researcher since 2015 and 2018 respectively. She combined her appointment at UA with a Senior Research Associate appointment at the Department of Medicine at the University of Cambridge until 2024. In her research, Sandra Van Puyvelde combines bioinformatics and molecular approaches to understand bacterial infections, their adaptation and evolution to the human host, their resistance to antibiotics and coverage by vaccines. Member of Belgian networks and committees: - Elected member (2021), board member (2022) and co-chair (2023) of the Young Academy Belgium - Member of the scientific council op Sciensano, the public health institute of Belgium Invited speaker on Podcast ‘Universiteit van Vlaanderen': https://www.universiteitvanvlaanderen.be/podcast/kan-je-sterven-door-een-rauw-ei
Hoogwaardige veelzijdige en compacte flowcytometer voor een breed scala aan biotoepassingen.
Abstract
Het microbioom van mens en omgeving is cruciaal voor gezondheid, duurzaamheid en biotechnologische innovatie. Vooruitgang in microbioomonderzoek leidt tot doorbraken in geneeskunde, biotechnologie en ecologie. De Universiteit Antwerpen is internationaal toonaangevend in dit veld, maar om deze positie te behouden, is moderne uitrusting essentieel. Daarom willen we een hoogwaardige flowcytometer aanschaffen om microbioomonderzoek te versterken en een concurrentievoordeel te behouden. De apparatuur ondersteunt wetenschappers van diverse disciplines, waaronder bio-ingenieurswetenschappen, (bio)geneeskunde, biologische en milieuwetenschappen. Het zal microbiële, immunologische en klinische projecten bevorderen en de kern vormen van ons nieuwe Centre of Excellence, U-MaMi. Bovendien opent deze investering nieuwe mogelijkheden voor innovatie in microbioombiotechnologie, precisiegeneeskunde, synthetische biologie en milieubiotechnologie. De gevraagde flowcytometer maakt microbiële analyses met hoge resolutie, zeldzame celaanrijking en realtime kwantificering mogelijk. Dit is essentieel voor het bestuderen van microbiële gemeenschappen. In tegenstelling tot bestaande systemen wordt dit apparaat geoptimaliseerd voor microbieel onderzoek in een BSL2-omgeving, waardoor gastheer-micro-organisme-interacties en biodiversiteit in gezondheid en ziekte beter onderzocht kunnen worden. Het stelt ons in staat om kwantitatieve microbioomprofilering en fluorescerende in-situhybridisatie (FISH) toe te passen om belangrijke microbiële taxa, zoals lactobacillen, te analyseren. Daarnaast verbetert de apparatuur onderzoek naar immuuninteracties op celniveau. Dit omvat de analyse van immuunreacties op microbiota in ex vivo monsters en diepgaand onderzoek naar immuuncellen zoals MAIT-cellen in vaginale, luchtweg- en huidmicrobiomen. Ook ondersteunt het IgA-coating-analyses en bacterieel-virale bindingsstudies, wat bijdraagt aan betere diagnostiek en behandelingen voor luchtweginfecties en andere slijmvliesinfecties. Naast directe onderzoeksvoordelen stimuleert deze infrastructuur langetermijnsamenwerking en biotechnologische innovatie. Het helpt microbiële complexiteit en interacties met menselijke cellen te ontrafelen, bevordert internationale samenwerking en verstevigt de leidende rol van de Universiteit Antwerpen in microbioomonderzoek. De aanschaf van deze geavanceerde flowcytometer is een strategische investering die wetenschappelijk onderzoek versnelt en nieuwe kansen biedt voor gezondheid, industrie en ecologische duurzaamheid.Onderzoeker(s)
- Promotor: Lebeer Sarah
- Co-promotor: Spacova Irina
- Co-promotor: Vanderveken Olivier
- Co-promotor: Van Puyvelde Sandra
- Co-promotor: Verhoeven Veronique
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject
Vaccin coverage in the globale Zuiden: ontrafelen van de antigen diversiteit van E. coli die bloedstroom infecties veroorzaakt.
Abstract
Het voorgestelde onderzoek beoogt de diversiteit van invasieve E. coli te onderzoeken in het globale Zuiden. Hiertoe zal een whole genome sequencing benadering gebruikt worden in combinatie met state of the art bioinformatica.Onderzoeker(s)
- Promotor: Van Puyvelde Sandra
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject
POEMBAKterie: Burgerwetenschap voor het bepalen van het keukenlavabo microbioom in de stad.
Abstract
Mensen komen voortdurend in contact met bacteriën in de stedelijke omgeving. Gootstenen binnen deze omgeving kunnen een grote verscheidenheid aan bacteriën bevatten, die mogelijks leiden tot verhoogde risico's van voedselcontaminatie. Studies over de microbiële gemeenschap in gootstenen van huishoudens en publieke instellingen, inclusief de karakterisatie van antimicrobiële resistentie en biofilm, is vaak beperkt door een laag aantal stalen of beperkte sequencing depth bij metagenomics benaderingen. Vanwege de toenemende bevolkingsdichtheid in Vlaanderen en de nood aan veilige voedselvoorziening is uitgebreide karakterisatie van het gootsteen-microbioom nodig. In dit FWO Aspirant Strategisch Basisonderzoek genaamd POEMBAKterie gebruik ik burgerwetenschap om het gootsteen (of in het Antwerps "Poembak") microbioom te onderzoeken op grote schaal in Antwerpen. Deelnemers van huishoudens en verscheidene instellingen (bv. scholen, woonzorgcentra) zullen een vragenlijst beantwoorden, stalen nemen van hun gootsteen en deze terugzenden naar ons labo. Ik gebruik een combinatie van geavanceerde metagenomica en microbiologische analyses om de taxonomie, aanwezigheid van pathogenen, antimicrobiële resistentie en biofilmvorming in aanwezigheid van detergenten en op verschillende materialen te onderzoeken. De resultaten bieden nieuwe inzichten over de bacteriën die leven in gootstenen in de stedelijke omgeving en de implicaties voor voedselveiligheid, schoonmaak, en ontwerp van gootstenen.Onderzoeker(s)
- Promotor: Van Puyvelde Sandra
- Co-promotor: de Bruijn Gert-Jan
- Mandaathouder: Arconada Nuin Enya
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject
Evolutie van invasieve Salmonella Typhimurium: exploratie van horizontale gen transfer en de toepassing voor reconstructie van voorouders.
Abstract
Horizontale gen transfer (HGT) speelt een belangrijke rol in de evolutie van bacteriën, zoals bij opname van genen verantwoordelijk voor antibioticaresistentie en virulentiefactoren. Hierdoor kunnen deze bacteriën zich aanpassen aan veranderende omgevingen. Desondanks blijft de omvang en impact van HGT op de evolutie van Salmonella, met name naar toenemende invasiviteit, slecht begrepen. Dit project beoogt dan ook om het belang van HGT in de evolutie van invasieve Salmonella (S.) enterica serovar Typhimurium, een belangrijke veroorzaker van invasieve niet-tyfoïdale salmonellose (iNTS) in sub-Sahara Afrika, op te helderen. Door bio-informatica te integreren met klassieke bacteriële laboratoriumtechnieken, streeft dit project ernaar om HGT te karakteriseren en de recombinatie frequentie te bepalen in invasieve klinische isolaten, met behulp van pan-genoom analyses, fylogenetische analyses en bacteriële recombinatietechnieken. Bovendien zal een nieuwe technologie ontwikkeld worden voor de reconstructie van uitgestorven voorouderstammen aan de hand van recombinatie. De resultaten zullen bijdragen aan een beter begrip van bacteriële evolutie en iNTS pathogenese, met mogelijke implicaties voor de volksgezondheid. De toepassing van recombinatie om voorouderstammen te reconstrueren zal daarenboven baanbrekend zijn vanuit een synthetisch-biologisch perspectief.Onderzoeker(s)
- Promotor: Van Puyvelde Sandra
- Mandaathouder: Hoeben Ine
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject
De rol van satelliet DNA in bacteriële evolutie.
Abstract
Bacteriële genomics is een bloeiend onderzoeksveld waarbij verwantschap wordt bepaald via genetische variatie tussen bacteriële strengen. Single nucleotide polymorphisms (SNPs) worden typisch gebruikt als enige bron van genetische variatie. Het is echter waarschijnlijk dat er meer variatie voorkomt tussen bacteriën. In dit project zal de rol van satelliet DNA in bacteriële evolutie onderzocht worden. Satelliet DNA zal systematisch geïdentificeerd worden in Salmonella Typhimurium en het bacteriële rijk. Daarna zal de dynamica van satelliet DNA en SNPs tijdens de evolutie onderzocht worden. Tot slot zal het effect op de cellulaire transcriptoom respons gemeten en onderzocht worden tussen satelliet DNA en SNPs. Tesamen zullen deze resultaten een uitgebreid zich geven op de rol van satelliet DNA tijdens bacteriële evolutie en een nieuw perspectief werpen op bacteriële genetica.Onderzoeker(s)
- Promotor: Van Puyvelde Sandra
- Mandaathouder: Arconada Nuin Enya
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject
SAL-O5_Asses the variation in lipopolysaccharide structure in circulating African invasive Salmonella Typhimurium isolates to predict vaccine coverage
Abstract
In sub-Saharan Africa, invasive non-typhoidal Salmonella (iNTS) is the major cause of bacterial bloodstream infections among young children and disease management is jeopardised by increasing antimicrobial resistance (AMR). The O-antigen portion of Salmonella lipopolysaccharide (LPS) is recognised as key target antigen for protective immunity and O-antigen-based vaccines covering the main serovars Salmonella Typhimurium and Enteritidis are in development. Some of the vaccine candidates are about to enter phase 1 clinical trials; however, efficacy in Africa will not be tested for several years. O-antigen structural variability can have an impact on the protective immunity of corresponding vaccines. Serotyping and genomic investigation of recent iNTS isolates from the Democratic Republic of the Congo (DRC) have shown increasing rates of iNTS isolates with variation in O-antigen structure. In particular, more than 45 % of the recent Salmonella Typhimurium isolates do not present O:5 specificity, associated to O-antigen O-acetylation. In this project, we will analyse the genomic variation of O-antigen of Salmonella Typhimurium DRC isolates within the African context. The genomic basis of differences in O-antigenic structure will be proven by mutagenesis experiments. We will determine the O-antigen structure from a panel of Salmonella Typhimurium isolates recently collected in DRC, ascertaining the nature of the O-antigen genomic variations. The coverage of current O-antigen based vaccines against iNTS is likely to be impacted by the O-antigen structural variability, and this project will yield key insights on how to improve the current vaccinesOnderzoeker(s)
- Promotor: Van Puyvelde Sandra
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject