Onderzoek Stijn Verleden

Abstract

Hierarchical Phase-Contract Tomography (HiP-CT) is ontwikkeld als een innovatieve manier om een intact menselijk orgaan in 3D-resolutie te bestuderen op een bijna-microscopische schaal. Binnen dit project willen we HiP-CT gebruiken om menselijke longen van patiënten met COPD en longfibrose te onderzoeken. We willen ziektespecifieke kenmerken identificeren en kwantificeren en de rol van de vasculaire veranderingen in de pathofysiologie van chronische longziekten ontrafelen. HiP-CT biedt ons het voordeel dat we ziektespecifieke kenmerken over het hele orgaan kunnen vergelijken (en zo 'gezond 'versus licht versus ernstig aangetast weefsel van dezelfde long kunnen vergelijken) en dit in 3 dimensies kunnen kwantificeren, wat met geen van de bestaande technologieën mogelijk is. Met behulp van deze zeer gedetailleerde informatie zullen we het gehele bronchiale en vasculaire systeem segmenteren en kwantificeren en dit vergelijken in gezondheid en ziekte. Vervolgens willen we deze kennis gebruiken om ook diepere biologische informatie te verkrijgen door spatiële analyses uit te voeren in dezelfde organen met behulp van multiplex immunofluorescentie en spatial transcriptomics. Tot slot willen we onze bevindingen valideren in een grotere verzameling organen, evenals organen of biopten met vroege ziekte vanuit onze bestaandse biobank om onze bevindingen te valideren. We zijn ervan overtuigd dat we door het combineren van geavanceerde beeldvormingstechnologie met biologische instrumenten van de volgende generatie een stap dichter bij ons begrip van chronische longziekten komen, wat hard nodig is gezien de slechte uitkomst ervan.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Verleden Stijn

Onderzoeksgroep(en)

• Antwerps chirurgisch training, anatomie en onderzoekscentrum (ASTARC)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het visualiseren van volledige organen met microscopische resolutie kan ons enorm veel leren over de morfologische en moleculaire veranderingen van ziekten. Specifiek voor de long weten we nog onvoldoende over de veranderingen die gepaard gaan met ziekte. Binnen dit project willen we door middel van een unieke technologie (Hierarchische fase-contrast beeldvorming) de volledige long in 3D op microscopische schaal in beeld brengen om de veranderingen die geassocieerd zijn met ziekte beter te begrijpen. Uniek hierbij is dat de bloedvaten ook direct in beeld gebracht zijn. We willen hiermee begrijpen wat er gebeurt met de luchtwegen, de bloedvaten, de longblaasjes en de pleura en hoe deze allemaal met elkaar geassocieerd zijn. Deze bevindingen willen we dan ook terugkoppelen naar de beeldvorming in de patient, maar ook aan de uiteindelijke pathologische diagnose. Deze inzichten zullen dus cruciaal zijn om tot een dieper begrip te komen van de mechanismen van longziekten.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Verleden Stijn

Onderzoeksgroep(en)

• Antwerps chirurgisch training, anatomie en onderzoekscentrum (ASTARC)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Longziekten zijn een grote oorzaak van morbiditeit en mortaliteit. Er bestaan vele verschillende longziekten met elk hun eigen presentatie, prognose en pathofysiologische mechanismen. Het doel van dit project is om een betere diagnose van longziekten te verkrijgen, alsook een beter begrip van de onderliggende mechanismen. Hiervoor maken we gebruik van een macro naar micro benadering met behulp van innoverende technologie zoals synchrotron en microCT beeldvorming op goed-gekarakteriseerde menselijke longstalen maar ook gecompliceerde celcultuur- en diermodellen. Zo willen we de tumor classificatie van geresecteerde longlobben verbeteren door micro-letsels in de long beter op te sporen met behulp van beeldvorming. Een volgend doel is om de geschiktheid van donor organen voor long transplantatie te verteren via beeldvorming. Vervolgens willen we betere merkers vinden om kleine luchtwegziekte op te sporen in patienten met rook-geinduceerde veranderen. Ten vierde willen we een soort virtuele longbiopsie bekomen door in vivo beeldvorming direct te associëren met ex vivo beeldvorming, microscopie en functionele data. We willen hiernaast ook het mechanisme van longziekten beter begrepen door morfologische veranderingen en pathofysiologische mechanismen van longziekten beter te begrijpen en te relateren aan longveroudering. Synchrotron beeldvorming zal gebruikt worden om 'oudere' longen te vergelijken met verschillende typen van longziekten hetgeen een geweldig inzicht zal verschaffen in de luchtweg gerelateerde en vasculaire veranderingen met extreem hoge resolutie. Aanvullend zal er ook van microCT gebruik gemaakt worden. Om verder de mechanismen van longziekten te onderzoeken, zullen er primaire luchtweg cellen geïsoleerd worden om te onderzoeken hoe deze reageren op infectieuze en niet infectieuze stimuli. De long zelf zal ook verder bestudeerd worden met behulp van verschillende kleuringen, maar ook scanning elektronen microscopie en met spatiale transcriptoom analyse en single-cell analyse. Als laatste zullen ook de microvasculaire veranderingen na longtransplantatie verder onderzocht worden met behulp van een muis long transplant model. Hierin zullen we ook verschillende strategieën testen om deze veranderingen tegen te gaan. Dit project zal leiden tot vele nieuwe inzichten die zullen helpen om de diagnose van longziekten te verbeteren, maar die ook zullen bijdragen om de manier waarop longziekten ontwikkelen beter te begrijpen. Dit zal helpen om de prognose van de ziekten te bepalen, maar zal ook bijdragen aan nieuwe therapie, wat zeker nodig is gezien de hoge morbiditeit en mortaliteit van longziekten.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Verleden Stijn
• Mandaathouder: Verleden Stijn

Onderzoeksgroep(en)

• Antwerps chirurgisch training, anatomie en onderzoekscentrum (ASTARC)

Project type(s)

• Onderzoeksproject