Onderzoeksgroep
Expertise
Mijn onderzoek richt zich op het vinden van geneesmiddelen voor zeldzame aortapathologieën zoals Marfan syndroom, Loeys-Dietz syndroom en niet-syndromale thoracale aorta aneurysma's. Hierbij worden transcriptomics data van muismodellen gecombineerd met grootschalige humane genetica om potentiële therapeutische aangrijpingspunten te identificeren. Via analyse van genexpressie in verschillende genetische muismodellen worden gemeenschappelijke ziekte-mechanismen geïdentificeerd die aanwezig zijn over het hele spectrum van aortapathologie, van syndromale tot niet-syndromale vormen. Deze computationeel geïdentificeerde aangrijpingspunten worden vervolgens genetisch gevalideerd in humane populaties om hun causale rol te bevestigen. Tot slot worden bestaande geneesmiddelen experimenteel getest in iPSC-afgeleide vasculaire gladde spiercellen van patiënten met verschillende genetische achtergronden. Deze geïntegreerde aanpak moet leiden tot herbestemde behandelingen die breed inzetbaar zijn voor patiënten met aortapathologie.
Herbestemming van kinaseremmers voor TAA: van patiënt-afgeleide VSMC's tot Marfan-muizen
Abstract
Erfelijke aortopathieën, waaronder het syndroom van Marfan en het Loeys-Dietz-syndroom, geven een verhoogd risico op een thoracaal aorta-aneurysma (TAA), dat kan uitmonden in aortadissectie en -ruptuur: complicaties die gepaard gaan met aanzienlijke morbiditeit en mortaliteit. Hoewel inmiddels meer dan 30 genen zijn geïdentificeerd die TAA veroorzaken, beperkt de huidige medicamenteuze behandeling zich tot bètablokkers en angiotensinereceptorblokkers, die de groei van het aneurysma slechts in beperkte mate afremmen. Om gedeelde therapeutische aangrijpingspunten te vinden, heb ik transcriptoomdata van vier genetisch verschillende TAA-muismodellen (Fbn1C1041G/+, Smad3−/−, Tgfbr2G357W/+, Ipo8−/−) geanalyseerd met causale netwerkreconstructie via CARNIVAL. Daarbij identificeerde ik vijf farmacologisch aangrijpbare kinasen die in alle vier de modellen consistent verhoogd geactiveerd waren. Deze convergentie wijst erop dat genetisch uiteenlopende vormen van TAA dezelfde downstream signaleringsafhankelijkheden delen, die zich lenen voor therapeutische interventie. In dit project worden acht remmers van deze kinasen gevalideerd, aangevuld met EXP3174 (de actieve metaboliet van losartan) als comparator, in vier concentraties en in van patiënten afgeleide iPSC-VSMC's met drie TAA-genotypen (FBN1, SMAD3, IPO8) en isogene controles. Met Drug-seq wordt de omkering van de ziektesignatuur beoordeeld, met western blot wordt target engagement bevestigd, en de meest veelbelovende verbindingen gaan door naar in-vivo-onderzoek in Fbn1C1041G/+-muizen. Dit is de eerste genotype-overstijgende evaluatie van gedeelde therapeutische aangrijpingspunten bij TAA. Daarmee wordt de translationele cirkel gesloten, van computationele ontdekking tot preklinische validatie, wat de ontwikkeling van ziektemodificerende therapieën voor patiënten met het syndroom van Marfan en verwante aortopathieën versnelt.Onderzoeker(s)
- Promotor: Steyaert Wouter
Onderzoeksgroep(en)
Financiering
- PRIVE - non profit
Project type(s)
- Onderzoeksproject
Validatie van Therapeutische Targets voor Thoracaal Aorta Aneurysma: High-Throughput Drug Screening in Patiënt-afgeleide Cellen.
Abstract
Achtergrond: Een aneurysma van de thoracale aorta (TAA) is een levensbedreigende, vaak asymptomatische verwijding. Bij dissectie of ruptuur overlijdt tot 50% van de patiënten vóór ziekenhuisopname. Bètablokkers en angiotensine-II-receptorblokkers vertragen de groei slechts beperkt; ziektemodificerende therapieën ontbreken. Rationale: Eerdere studies valideerden slechts individuele verbindingen in enkelvoudige genetische modellen. Via bulk-RNA-seq-analyse van vier genetisch diverse TAA-muismodellen (onder anderen Marfan- en Loeys-Dietz-syndroom) identificeerden we convergente activatie van een beperkt aantal kinasen die ontstekings- en stressgeactiveerde signaalroutes aansturen. Op basis hiervan selecteerden we vijf klinisch geteste, orale kinaseremmers die snelle translationele validatie mogelijk maken. Aanpak: Drug-seq-transcriptomics wordt ingezet om deze vijf kinaseremmers plus losartan (standaard ARB-therapie) simultaan te testen in iPSC-afgeleide vasculaire gladde-spiercellen van drie genetisch verschillende TAA-patiënten en hun isogene, CRISPR-gecorrigeerde controles. Het experimentele design omvat 6 middelen × 3 doses + vehicle-controles over 6 cellijnen × 3 replicaten (342 condities totaal). Omkering van ziektespecifieke expressiesignaturen en modulatie van relevante signaaltransductieroutes worden gekwantificeerd, inclusief dosis-respons en genotype-specificiteit. Western blot-validatie bevestigt kinaseremming op eiwitniveau. Verwachte opbrengst: Dit project identificeert welke kinaseremmers effectief TAA-signaturen omkeren in menselijke cellen en levert in patiëntcellen gevalideerde medicijnen met optimale doseringen voor directe in-vivo-validatie. Deze systematische multi-verbinding, multi-genotype benadering (de eerste in TAA-onderzoek) creëert bovendien een generaliseerbaar raamwerk voor transcriptomics-geleide medicijnontwikkeling bij genetische aandoeningen.Onderzoeker(s)
- Promotor: Steyaert Wouter
Onderzoeksgroep(en)
Financiering
- BOF
Project type(s)
- Onderzoeksproject