Onderzoek Stijn in 't Groen

Abstract

Neuromusculaire aandoeningen (NMA's) omvatten een diverse groep ziekten die de levenskwaliteit van patiënten ernstig aantasten en de levensverwachting verkorten. Momenteel zijn slechts enkele van deze aandoeningen behandelbaar. Een belangrijke belemmering voor de ontwikkeling van nieuwe therapieën is het gebrek aan humane in vitro modellen die de complexe neuromusculaire fenotypes accuraat representeren. Recente vooruitgangen in celkweektechnieken hebben geleid tot de ontwikkeling van functionele 3D-skeletspiermodellen, die een veelbelovend platform bieden voor het bestuderen van NMA's. Het integreren van motorneuronen en neuromusculaire juncties (NMJ's) in deze modellen blijft echter een uitdaging. In dit project zal ik, met behulp van humane geïnduceerde pluripotente stamcellen, met motorneuronen geïnnerveerde 3D-skeletspiermodellen ontwikkelen wat het mogelijk maakt om zowel de musculaire als neuronale aspecten van NMA's te bestuderen. Als proof-of-concept zullen deze modellen worden ingezet om de axonale vorm van de ziekte van Charcot-Marie-Tooth (CMT2) te bestuderen en daarmee hun toepasbaarheid te demonstreren. De geïnnerveerde 3D-skeletspieren die in dit project worden ontwikkeld, zullen een belangrijke stap vooruit betekenen voor het in vitro modelleren van NMA's en kunnen een belangrijke bijdrage leveren aan de ontwikkeling van effectieve therapieën.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Timmerman Vincent
• Mandaathouder: in 't Groen Stijn

Onderzoeksgroep(en)

• Perifere Neuropathieën

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Deze aanvraag voor financiering is voor de aanschaf van een geavanceerd 3D Multi-Electrode Array (MEA) systeem om elektrofysiologische opnames van elektrisch activiteit mogelijk te maken in complexe weefsels en organoïden. Om de elektrofysiologische eigenschappen van prikkelbare cellen te bestuderen, wordt patch-clamping als de gouden standaard beschouwd, maar dit is een uiterst arbeidsintensieve en invasieve techniek en is beperkt tot korte-termijn metingen van individuele of kleine aantallen cellen op een enkel tijdstip. MEA's maken daarentegen niet-invasieve longitudinale real-time metingen met hoge doorvoer mogelijk van grotere functionele cellulaire netwerken zonder de belangrijke cel-celcontacten te verstoren. Dit maakt het mogelijk om metingen te verrichten van vele honderden tot duizenden cellen mogelijk waardoor een groter inzicht verschaft kan worden in belangrijke fysiologische processen. De huidige MEA-systemen aan de Universiteit Antwerpen omvatten alleen opstellingen die gebruik maken van reeksen vlakke elektroden die niet geschikt zijn voor metingen van complexe weefsels zoals hersen- en hart organoïden of weefselcoupes, omdat de elektroden niet dicht bij de actieve cellen komen. Dit 3D MEA-systeem bestaat daarentegen uit reeksen van ~0,1 mm verhoogde elektroden die herhaalde opnames mogelijk maken van actieve cellen in deze organoïden en weefsels die onder verschillende experimentele omstandigheden kunnen worden gekweekt. Er is een dringende behoefte omdat steeds meer onderzoeksgroepen aan de Universiteit Antwerpen dergelijke weefselmodellen gebruiken, maar niet over de middelen beschikken om hier in metingen te maken. Het 3D MEA-platform is hiervoor het meest geschikte instrument en zal meerdere groepen helpen om de pathomechanismen van neurologische en hartaandoeningen functioneel op te helderen alsook de mogelijkheid bieden om snel grote geneesmiddelenbibliotheken te screenen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Ellender Tommas
• Co-promotor: Bittremieux Wout
• Co-promotor: in 't Groen Stijn
• Co-promotor: Weckhuysen Sarah

Onderzoeksgroep(en)

• Experimentele Neurobiologie Groep (ENU)

Project type(s)

• Onderzoeksproject