Projecten

Abstract

Historisch gezien is onderzoek naar gezondheid en welzijn bij kritische bevolkingsgroepen verwaarloosd, vooral bij vrouwen, kinderen en sociaaleconomisch achtergestelde groepen. Dit wereldwijde probleem, dat wordt gekenmerkt door systemische verwaarlozing en onderfinanciering, onderstreept de dringende behoefte aan onderzoekscentra die het voortouw nemen bij transformatieve initiatieven. Een interdisciplinaire aanpak is cruciaal om deze ongelijkheden effectief aan te pakken. Ons voorstel introduceert de oprichting van het "U-MaMi" Research Centre of Excellence, ontworpen als een geïntegreerd ecosysteem om impactvol onderzoek, innovatie, onderwijs, beleid en maatschappelijke betrokkenheid te stimuleren, met een sterke focus op gezondheidsgelijkheid en microbioomgericht onderzoek. Dit ecosysteem omvat hoofdonderzoekers en hun teamleden uit belangrijke disciplines om deze doelen te bereiken: microbiologie en microbioomonderzoek (Sarah Lebeer), bio-ethiek (Kristien Hens), algemene geneeskunde (Veronique Verhoeven), kindergeneeskunde (Stijn Verhulst), neus-keel-oor specialisatie (Olivier Vanderveken), sociologie (Karel Neels), marketing en business (Annouk Lievens). Met de gekozen naam voor ons centrum, "U-MaMi", erkennen we niet alleen de cruciale rol van moeders en 'maternale microben' in het vormgeven van het microbioom en de gezondheid van hun kinderen, maar benadrukken we ook het belang van een verenigd en inclusief perspectief op gezondheid en gezondheidsgelijkheid om transformatieve acties te stimuleren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah
• Co-promotor: Hens Kristien
• Co-promotor: Lievens Annouk
• Co-promotor: Neels Karel
• Co-promotor: Vanderveken Olivier
• Co-promotor: Verhoeven Veronique
• Co-promotor: Verhulst Stijn

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De Lactobacillaceae zijn de best beschreven familie van gunstige bacteriën met o.a. een cruciale rol in menselijke voortplanting, fermentaties en gezondheid van bestuivers. Verder dan melkzuurproductie, is er verrassend weinig over de voordelige activiteiten van lactobacillen geweten. Onlangs heeft ons lab ontdekt dat, ondanks de kleine genomen van lactobacillen (ongeveer 3 Mbp), veel soorten grote genclusters bevatten, zoals niet-ribosomale peptide-synthetases (NRPS). Preliminaire resultaten wijzen op ongebruikelijke chemische reacties en waardevolle genetische elementen en metabolieten, die kunnen bijdragen aan inzichten in de microbiële ecologie en de synthetische ontwikkeling van niet-ribosomale peptiden (NRPs). Deze klasse van moleculen staat bekend om diverse activiteiten, gaande van antimicrobiële activiteit tot immunomodulatie en anti-kanker effecten. Wij geloven dat deze moleculen een sleutelrol spelen bij het verklaren van de dominantie van lactobacillen in specifieke niches, zoals de vagina en plantaardige fermentaties. Met behulp van in silico analyse zal de diversiteit van NRPS systemen in Lactobacillaceae worden geclassificeerd. De meest interessante NRPs zullen worden gekarakteriseerd en hun mogelijke activiteiten zullen worden onderzocht. Met behulp van genetische manipulatie zullen we meer inzicht krijgen in de belangrijke kenmerken van de NRPs en aanpassingsmogelijkheden voor verbetering van hun activiteit verkennen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah
• Co-promotor: Vandenheuvel Dieter
• Mandaathouder: Van Hee Matisse

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De cruciale rol van het vaginale microbioom in de gezondheid van vrouwen kan niet genoeg worden benadrukt. Verstoringen van dit ecosysteem door pathobionten kunnen leiden tot veelvoorkomende vaginale aandoeningen zoals bacteriële vaginose, aerobe vaginitis en vulvovaginale candidiasis. Deze infecties beïnvloeden niet alleen fysieke gezondheid, maar hebben ook bredere implicaties voor het welzijn van vrouwen, de samenleving en de economie. Huidige therapieën omvatten antibiotica of probiotica, maar zorgen over antimicrobiële resistentie en een gebrek aan bewijs voor probiotische effectiviteit blijven groeien. Dit project onderzoekt een innovatieve aanpak met synthetische gemeenschappen (SynComs) om vaginale therapeutica te ontwikkelen. Eerst wordt een top-down benadering gebruikt om consortia van vaginale microbiota te screenen en te selecteren, waarbij de nadruk ligt op synergetische interacties en het elimineren van antagonistische effecten. Een bottom-up benadering zal de top-down bevindingen valideren en zal gedefinieerde SynComs leveren voor verdere automatisering en opschaling. Tegelijkertijd zullen ze getest worden op hun probiotisch potentieel via in vitro anti-pathobiont-assays, community fitness assays, en implementatie op vaginale celmodellen. Dit onderzoeksproject zal baanbrekende inzichten bieden in een nieuwe benadering voor het opzetten van robuuste, veilige en doeltreffende microbiome-gerichte therapieën.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah
• Co-promotor: Allonsius Camille
• Co-promotor: Donders Gilbert
• Co-promotor: Verhoeven Veronique
• Mandaathouder: Victor Maline

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het vaginale microbioom is cruciaal voor de gezondheid van vrouwen. De samenstelling van dit microbioom varieert met leeftijd, omgeving, levenstijl en fysiologische toestand en is ook geassocieerd met biogeografie. De factoren die een gezond vaginaal ecosysteem bevorderen, zijn nog grotendeels ongekend. Nochtans is deze kennis nodig voor effectieve diagnostische en therapeutische benaderingen. Er bestaat bovendien een aanzienlijk kennisgebrek met betrekking tot het vaginale microbioom in regio's zoals Sub-Sahara en Centraal-Afrika. Dit doctoraatsonderzoek streeft ernaar deze kloof te overbruggen door de dynamiek van het vaginale microbioom in Centraal-Afrika (Kameroen) te onderzoeken met behulp van state-of-the-art microbioom analyses. De studie omvat vier verschillende cohorten: gezonde vrouwen uit landelijke en stedelijke gebieden, hiv-positieve zwangere vrouwen en hiv-negatieve zwangere vrouwen in Kameroon. Elke deelnemer levert vier vaginale swabs voor uitgebreide analyse: eNat swabs voor DNA-extractie en microbiome-sequencing, Eswab voor culturomics en metabolomics, een steriele swab voor het meten van de vaginale pH en nog een steriele swab voor de beoordeling van bacteriële vaginose met behulp van de Nugent-score. Bovendien verstrekken deelnemers waardevolle inzichten in hun dieetpatronen, socio-economische status, persoonlijke hygiënegewoonten, evenals reproductieve en seksuele gezondheid via een uitgebreide vragenlijst. Door deze metadata te integreren met microbioom data-analyse, streeft dit onderzoek ernaar nieuwe inzichten te onthullen in het vaginale microbioom in Kameroen, waarbij mogelijk nieuwe wegen worden geïdentificeerd voor diagnostische en therapeutische interventies.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah
• Mandaathouder: Kenfack Zanguim Marie Josiane

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Mucoviscidose is de meest voorkomende erfelijke en levensbedreigende aandoening in België, en is sinds 2019 opgenomen in het screeningsprogramma voor pasgeborenen in Vlaanderen om een vroege diagnose en behandeling mogelijk te maken en daarmee het ziekteverloop te bevorderen. Antibiotica en de meer recente modulator therapieën zijn cruciaal bij de behandeling van personen met mucoviscidose, maar hebben beiden hun beperkingen. Zo blijft bijvoorbeeld zelfs met modulatortherapie structurele longschade bestaan, blijven ziekteverwekkers in grote aantallen aanwezig in de luchtwegen en komen er nog steeds exacerbaties voor. Complementaire en/of alternatieve behandelingen voor mensen met mucoviscidose blijven dus van groot belang, vooral preventieve therapieën die in een vroeg stadium kunnen worden gebruikt. Het gebruik van gunstige bacteriën uit het luchtwegmicrobioom is een aantrekkelijke optie als preventieve behandeling. Onderzoek toont immers het belang van de hele microbiële gemeenschap en meer specifiek de gunstige bacteriën voor gezonde luchtwegen aan. Deze gunstige bacteriën kunnen namelijk inwerken tegen potentiële ziekteverwekkers en zo overmatige inflammatie vermijden. Om deze bacteriële interacties in mucoviscidose patiënten te bestuderen, zijn meer complexe modellen nodig die de in vivo omstandigheden beter weergeven. In dit project wil ik een mucoviscidose interactiemodel ontwikkelen om deze complexe interacties te bestuderen door gebruik te maken van een humane bronchoalveolaire cellijn van een persoon met mucoviscidose en een immuun cellijn. De interactie tussen zowel gunstige bacteriën als luchtweg pathogenen zal worden bestudeerd in het model, door te kijken naar de stabiliteit van de epitheelbarrière, inflammatoire cytokine- en mucine-expressie te evalueren, en cytotoxiciteit op te volgen. Dit interactiemodel kan helpen bij het ontwikkelen van microbioomtherapie voor de luchtwegen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: De Boeck Ilke

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Resistentie tegen antibiotica en antimycotica wordt alsmaar zorgwekkender voor de volksgezondheid en vormt een nieuwe pandemie. We zijn dus genoodzaakt om snel nieuwe en efficiënte bronnen van antimicrobiële middelen te onderzoeken. In deze context zijn lactobacillen, traditioneel bekend om hun probiotische eigenschappen, een zeer interessante bron voor nieuwe antibiotica. Deze melkzuurbacteriën, die overvloedig voorkomen in verschillende natuurlijke habitats zoals de vagina en gefermenteerde voeding, bieden een unieke kans voor de ontdekking van antimicrobiële componenten die mogelijk de groeiende antibiotica en antimycotica resistentiecrisis kunnen aanpakken. Dit onderzoeksproject heeft tot doel recente ontdekkingen met betrekking tot de potentiële productie van antibiotica, waaronder een nieuw type bacteriocines, door lactobacillen van het gastlaboratorium naar een hoger 'Technology Readiness Level' (TRL) te brengen. Onze doelstellingen omvatten het opzuiveren en karakteriseren van deze verbindingen door hun antimicrobiële werkzaamheid te beoordelen tegen belangrijke pathogenen, waaronder gisten zoals Candida albicans en ESKAPE-pathogenen, en hun werkingsmechanisme uit te klaren. Hiervoor zullen we hun veiligheid en werkzaamheid in in vivo modellen evalueren en willen we de ontwikkeling van een (multispecies) bacteriële formulering opstarten die in toekomstige studies kan worden gebruikt. Het uiteindelijke doel is het vergaren van een robuuste dataset die industriële partners kan aantrekken voor toekomstige inspanningen gericht op klinische toepassingen. Door middel van innovatieve benaderingen streven we ernaar het onontgonnen antimicrobiële potentieel van lactobacillen te onthullen en te benutten, wat hoop biedt in onze voortdurende strijd tegen antibioticaresistentie.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project website

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Onze fossiel-gebaseerde economie is aan het overgaan naar duurzame bio-economie als oplossing voor grote maatschappelijke en economische uitdagingen. Dit creëert een sterke behoefte aan nieuwe technologieën om hernieuwbare hulpbronnen om te zetten in een breed scala aan bioproducten, biomaterialen en bio-energie. Industriële biotechnologie, aangedreven door metabolische processen en synthetische biologie, wordt gezien als een onmisbare technologie in het ontwikkelen van microbiële processen voor het produceren van bioproducten. Het omvormen van natuurlijke micro-organismen voor de productie van efficiënte, productieve en robuuste microbiële processen blijft echter een complex proces van vallen en opstaan. Evolutionaire biotechnologie heeft daarmee de afgelopen jaren de aandacht getrokken: adaptieve laboratoriumevolutie (ALE) wordt gecombineerd met high-throughput screeningsmethoden om een enorm diverse reeks fenotypes en varianten te maken en screenen. In dit project willen we het industriële tijdsbestek van traditionele ALE-benaderingen versnellen en een innovatieve en versnelde ALE toepassen op het niet-modelorganisme Lactobacillus casei voor specifieke productie van chitine pentaose. Deze moleculen hebben toepassingsmogelijkheden in sectoren zoals de farma, voeding, voeder en cosmetica. De industrie zou veel baat hebben bij een probiotisch chito-oligosachariden productiesysteem, startend van hernieuwbare bronnen, rekening houdend met de verwerkings- en reguleringskosten.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Ruimteagentschappen ontwikkelen regeneratieve levensondersteunende systemen die lucht, water en hoofdvoedsel leveren via hydrocultuur van een beperkt aantal planten en gebruik maken van bemanningsafval als meststof. Niettemin missen deze, meestal veganistische, diëten een aantal essentiële voedingsstoffen. Het doel van dit project is om duurzame, op micro-organismen gebaseerde voedingssupplementen te ontwikkelen voor ruimtereizigers op langdurige ruimtemissies naar de Maan en Mars. We zullen geschikte microbiële voedingssupplementen onderzoeken en selecteren, die essentiële voedingsstoffen en vitamines leveren om de gezondheid en het welzijn van de mens te behouden, en actief blijven onder stressvolle ruimteomstandigheden, waaronder verminderde zwaartekracht en kosmische straling. De groei en voedingswaarde van de microbiële producten en hun veiligheid en werkzaamheid voor consumptie in de ruimte zullen worden geëvalueerd, onder andere door gesimuleerde microzwaartekracht en kosmische straling. Daarnaast zal worden onderzocht hoe productie kan worden uitgevoerd in een ruimteomgeving gebruikmakend van lokale substraten (bijv. CO2-gas, regoliet, enz.). Het eindresultaat zal een reeks microbiële stammen of producten zijn die kunnen worden gebruikt als een supplement om een ruimtedieet te vervolledigen, de levensvatbaarheid van menselijke kolonies op hemellichamen te verbeteren, en een eerste stap zetten naar hoe een dergelijke DIY productiepayload eruit zou kunnen zien.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah
• Co-promotor: Spacova Irina
• Mandaathouder: Ellena Gabriele

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De gewasproductie staat voor grote uitdagingen op het vlak van klimaatverandering, duurzaamheid, voedselzekerheid en socioeconomische aspecten. Met een gemiddeld opbrengstverlies van 23%,vormen plantenziekten en -plagen een bedreiging voor de wereldwijde voedselzekerheid. Chemische gewasbeschermingsmiddelen (GBMs) worden standaard gebruikt om ziekten en plagen te bestrijden. Door hun milieu-impact en de resistentie-ontwikkeling tegen meerdere GBMs, wordt hun toepassing meer en meer beperkt. De Europese "Boer tot Bord"-strategie beoogt het gebruik en risico van chemische GBMs tegen 2030 met 50% te verminderen. Om dit doel te bereiken, zijn alternatieve beheersingsstrategieën nodig. Het SynBioS-consortium wil een innovatief synergistisch concept ontwikkelen, waarbij biocontrole technologieën met een verschillend werkingsmechanisme wordengecombineerd. Om plaaginsecten te bestrijden, zal een aanpak ontwikkeld worden op basis van wortelgeassocieerde micro-organismen om de resistentie van planten te versterken. Daarnaast zal ook een indirecte aanpak worden nagestreefd, waarbij fagen gebruikt worden die zich richten op bacteriële symbionten van de plaaginsecten. Om plantenziekten te bestrijden, zullen we het fyllosfeer microbioom karakteriseren en deze data gebruiken om een synthetische microbiële gemeenschap, specifiek afgestemd op de aanpak van plantenziekten, te ontwikkelen. De verschillende benaderingen zullen worden gecombineerd en geëvalueerd op mogelijke synergiën. Ten slotte zullen we, om het valorisatiepotentieel te vergroten, de maatschappelijke aanvaardbaarheid en economische haalbaarheid van de biocontrole strategieën analyseren. Het SynBioS-project zal zich focussen op de belangrijkste ziekten en plagen van aardbei als eerste proof-of-concept. Wij verwachten echter dat deze baanbrekende technologische toolbox geëxtrapoleerd kan worden naar andere teeltsystemen en zal leiden tot een doorbraak in de doeltreffendheid en het gebruik van biologische bestrijding.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Specifieke gezondheidsproblemen van vrouwen zijn ondervertegenwoordigd in wetenschappelijk onderzoek. Het taboe dat nog steeds bestaat om over intiem welzijn te praten, wordt gevoed door deze genderkloof. Dit project wil aan deze behoeften voldoen door een van de meest voorkomende vrouwspecifieke aandoeningen, vulvovaginale candidiasis (VVC), te bestuderen en een weg te banen voor efficiënte diagnose en therapie. Ongeveer 70% van de vrouwen wereldwijd heeft minstens één keer in hun leven last van VVC. Deze schimmelinfectie gaat gepaard met een branderig gevoel, pijn en een verminderd mentaal welzijn. Sommige vrouwen (ongeveer 5%) krijgen minstens vier keer per jaar met deze infectie te maken, dit is recidiverende VVC. De ontwikkeling van nieuwe diagnostische tools en therapien voor VVC word verhinderd door de kenniskloof rondom intiem welzijn. Om tegemoet te komen aan de behoefte naar meer informatie, onderzoekt dit project de rol van het microbioom, metaboloom, immuunfactoren en pathogene kenmerken in de pathogenese van VVC. Om dit te bereiken wordt een staalnameplatform van vrouwen met/zonder VVC opgezet. Experimentele VVC modellen worden ontwikkeld en geoptimalizeerd en deze tools en know-how van het consortium worden ingezet om betrokken moleculaire routes te ontrafelen en vast te stellen hoe deze kunnen worden benut om therapeutische strategieën te ontwikkelen. Geïdentificeerde correlaties kunnen fungeren als biomarkers en een selectie van microben en metabolieten, die de pathogeniciteit van Candida species in onze VVC modellen verlagen, worden verder onderzocht omtrent hun therapeutisch potentieel. Ten slotte wordt de kennis vergaard in het project gebruikt om de kennis van vrouwen over dit onderwerp te verbeteren met behulp van platforms van consortium en nieuwe instrumenten die worden ontwikkeld.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Mobiele genetische elementen (MGEs) zijn genetische elementen die zich kunnen verplaatsen binnen genomen of tussen cellen. Het is geweten dat MGEs een cruciale rol spelen in prokaryote ecologie en evolutie. Echter, door beperkingen van huidige MGE detectietools, is de omvang en diversiteit van het prokaryote mobieloom momenteel niet gekend. Bovendien is onze kennis over het gastheerbereik van verschillende types van MGEs beperkt. Het doel van dit project is om het volledige mobieloom te verkennen van de belangrijke ordes Lactobacillales en Enterobacterales, sterk vertegenwoordigde taxa in publieke genoomdatabases. Ten eerste zal er een nieuwe tool ontwikkeld worden die, database-onafhankelijk, het volledige mobieloom van een set genomen kan voorspellen. Ten tweede zal deze tool, samen met bestaande MGE predictietools, toegepast worden op beide taxa. De voorspelde MGEs zullen geclusterd worden, en aan-/afwezigheidscorrelaties tussen de resulterende clusters zullen bepaald worden. Ten derde zal de co-evolutionaire geschiedenis van de MGE clusters en hun gastheergenomen verkend worden en zullen voorouderlijke transfers geïnfereerd worden. Ten slotte zullen de gastheerclades van de MGEs voorspeld en gevalideerd worden via CRISPR spacer matching. Samen zullen deze nieuwe analyses inzichten opleveren in de "donkere materie" van het prokaryote mobieloom.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah
• Mandaathouder: Wittouck Stijn

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In dit project zullen we het vaginale microbioom en het microbioom van endometriumbiopten bestuderen via amplicon sequencing 16S via standaard pijpleidingen van het gastlaboratorium voor wetlab en in silico analyses. De partner is de hoofdcoördinator van dit project. Wij bieden een dienst aan (microbioom sequencing).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De gezondheid van vrouwen krijgt steeds meer aandacht, maar de wetenschap voldoet nog steeds niet aan de behoeften van de samenleving als het gaat om vaginale gezondheid. In de afgelopen 40 jaar zijn er bijvoorbeeld geen grote doorbraken geboekt in de beheersing van blaas- en vaginale infecties. Eén manier om een maatschappelijk relevante onderzoeksagenda op te stellen is door burgers actief te betrekken bij wetenschappelijke dialogen. We hebben het Isala project opgericht als een burgerwetenschappelijk project om onderzoek, diagnostiek en therapieën voor het vaginale microbioom aanzienlijk te bevorderen. In de eerste pioniersfase van het project hebben ruim 5500 vrouwen intieme stalen en gegevens aangeleverd; onderzoeksdoelstellingen en enquêtevragen voorgesteld; en geholpen bij het verspreiden en interpreteren van de resultaten. Dankzij het enthousiasme van de Belgische burgers die meedoen en meewerken aan de onderzoeksvragen, hebben we het grootste burgerwetenschappelijke project ter wereld rond het vaginale microbioom gebouwd. En we breiden nog steeds uit! Nu willen we dit cohort uitbreiden in België en over de hele wereld, om gezamenlijk taboes op de gezondheid van vrouwen te doorbreken, de wetenschappelijke geletterdheid te verhogen en nieuwe inzichten te verschaffen in de associaties tussen levensstijl en het vaginale microbioom, en te werken aan tastbare oplossingen zoals strategieën voor het moduleren van het microbioom.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In dit project onderzoeken we het proces van fruitfermentatie via melkzuurbacteriën en gist om een ​​veilig, smakelijk product te verkrijgen met een langere houdbaarheid bij gebruik in bakkerijen. Dit project is vertrouwelijk en er kunnen geen verdere details worden bekend gemaakt worden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het doel van dit project is om een algemeen beter begrip te krijgen van de relatie tussen de microbiota van de luchtwegen (bovenste en onderste) en de darm bij varkens, wat een dieper inzicht zal opleveren in zowel de samenstelling als de functionaliteit van de aanwezige microben. Deze inzichten zullen genetische kenmerken van pathogene bacteriën (zoals virulentiefactoren) opleveren, maar ook de aanwezigheid van nuttige bacteriën zal in beeld gebracht worden, wat gebruikt kan worden voor de optimalisatie van bestaande workflows en de ontwikkeling van potentiële probiotica.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De microbiota van de bovenste luchtwegen vormen een belangrijke niche van het humane microbioom, maar hun functionele karakterisatie is nog te weinig onderzocht. Voor luchtweginfecties zoals otitis media (OM), wordt veelal antibiotica voorgeschreven, terwijl de exacte rol van bacteriën bij de pathologie nog niet duidelijk is. OM is een microbiële aandoening, die nood heeft aan nieuwe inzichten in de functionele biologie en microbiële ecologie om nieuwe behandelingsstrategieën te ontwikkelen. Microbioomonderzoek van de bovenste luchtwegen toonde aan dat S. salivarius kort na de geboorte al aanwezig is in de mondholte en dat deze significant meer voorkwam in de nasofarynx van gezonde kinderen in vergelijking met kinderen die OM hebben. S. salivarius, die behoort tot de melkzuurbacteriën, kan secundaire metabolieten met een bacteriedodende/bacteriostatische werking produceren en toont hierdoor een potentieel als probioticum voor de bovenste luchtwegen. Het is geweten dat endogene, nuttige bacteriën een belangrijke rol kunnen spelen in de gezondheid van de bovenste luchtwegen door het inhiberen van respiratoire pathogenen en immunomodulatie. Dit project focust zich daarom op het onderzoeken van metabole eigenschappen en functionele karakterisatie van S. salivarius-isolaten. Deze isolaten zullen onderzocht worden door middel van in vitro celkweek systemen, fenotypische screenings en vergelijkende genoomanalyse, gecombineerd met een innovatieve proof-of-concept studie in mensen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah
• Co-promotor: Boudewyns An
• Co-promotor: Spacova Irina
• Co-promotor: Vanderveken Olivier
• Mandaathouder: Van Malderen Joke

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De fytopathogene schimmel, Botrytis cinerea, is de meest voorkomende reden voor afkeuring van fruit in kleine fruitgewassen zoals de aardbeiplant. Om zich van deze schimmel te ontdoen, wordt wereldwijd nog steeds het meest gekozen voor chemische fungiciden. Omwille van een toegenomen resistentie, een aangroeiend milieubewustzijn, de aanhoudende vraag van de consument voor minder residuen van pesticiden en de meer stringente beleidsregels in vele landen, wordt binnen het kader van integrated pest management (IPM) gezocht naar duurzame alternatieven. Binnen dit project wordt biocontrole met behulp van melkzuurbacteriën bestudeerd als alternatief. Melkzuurbacteriën zijn ruimschoots gekend omwille van hun beschermende functie in voedingssupplementen, maar hun rol op de plant en hun mogelijkheden als biocontroleorganisme op de fyllosfeer zijn slechts in beperkte mate onderzocht. Om inconsistente prestaties op het veld, een veelvoorkomend probleem bij biocontrole, te vermijden, zullen kandidaten worden gescreend naar hun potentieel om zich te manifesteren op de fyllosfeer. Ook de manier van aanbrengen op de plant wordt hierop afgestemd. Zo zal gebruik worden gemaakt van entomovectoring waarbij een vector, Bombus terrestris, een geoptimaliseerde formulering van melkzuurbacteriën zal aanbrengen op de bloemen van de aardbeiplant. Op deze wijze worden bestuiving en gewasbescherming gecombineerd en wordt een efficiënt transport naar de doellocatie, de bloem, gegarandeerd.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah
• Co-promotor: Kiekens Filip
• Mandaathouder: Temmermans Jari

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Gefermenteerde voeding kan gedefinieerd worden als voeding gemaakt door gewenste microbiële groei en enzymatische omzetting van voedselcomponenten. Hoewel gefermenteerde groenten zeer veel geconsumeerd worden, zijn slechts enkele in detail bestudeerd (bv. kimchi) terwijl andere bijna niet onderzocht worden. Deze groentefermentaties zijn vaak spontane fermentaties en zouden geholpen kunnen worden met een starter cultuur om de veiligheid, textuur, smaak en productie van vitamines te verbeteren. Gedurende dit project gaan we focussen op het verzamelen van stalen van verschillende groentefermentaties door middel van citizen science projecten in België en Amerika. Hiervan gaan we de bacteriële gemeenschap bepalen tot op species niveau om de ecologie van melkzuurbacteriën te bepalen. Deze melkzuurbacteriën zullen ook worden geïsoleerd als mogelijke starterculturen. De selectie van goede starter culturen gebeurt traditioneel door middel van trial en error, maar in dit project stellen we het gebruik van metabolische modellen op basis van het genoom (GEMs) voor. Starter culturen zullen dus gekarakteriseerd zowel in silico (GEMs) als in vitro (fenotype). Op basis van deze resultaten zullen de starter culturen verder geëngineered worden voor verhoogde expressie van het gewenste metabolieten. Uit dit project zullen 5 verbeterde functionele starter culturen komen samen met een nieuw metaboliet-gefocust-platform voor toekomstige starter culturen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah
• Mandaathouder: Van Beeck Wannes

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het doel van dit doctoraatsproject is om het radioprotectieve werkingsmechanisme van biotische voedingssupplementen, waaronder LGG en Limnospira sp., te bepalen. Eerst (WP1) zullen we het nieuwe GuMI-platform implementeren met behulp van van menselijke darm afgeleide organoïden en CRC-tumoroïden, in een radiotherapie-relevante opstelling die nog nooit eerder is gedaan, dan (WP2) om barrièrebeschermende en immunomodulerende werkingsmechanismen van LGG en Limnospira sp. ofwel afzonderlijk en in een symbiotische combinatie, en parallel (WP3) om de zoektocht naar nieuwe radioprotectieve middelen van natuurlijke oorsprong voort te zetten, gebruikmakend van de hogere screeningsdoorvoer en menselijke fysiologische toepasbaarheid die door het GuMI-platform wordt geboden in vergelijking met muisstudies. Dit kan ook het gebruik van FMT omvatten, als een meer holistische op darmmicrobioom gebaseerde therapie.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

ODORETION onderzoekt en ontwikkelt technologietrajecten om ongewenste geuren of nare geurtjes in slaapkamers, badkamers en toiletten te verhelpen en te voorkomen. Een onderzoeksplatform met modulaire methodologieën zal een solide basis vormen voor het identificeren van de meest effectieve biologische en chemische technologieën. Bovendien wil ODORETION duurzamer zijn dan de typisch gebruikte toxische en minder milieuvriendelijke strategieën.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

In dit project samen met partners aan de KU Leuven willen we het vaginale microbioom onderzoeken bij vrouwen met iatrogene menopauze veroorzaakt door de behandeling van borstkanker en het verband met vaginale gezondheid en seksualiteit (www.volupta.be).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Openlijk spreken over vaginale gezondheid is taboe in Peru. De publieke aandacht voor intieme zorg voor vrouwen is ook decennialang verwaarloosd. Tijdens de huidige pandemie hebben verschillende centra voor eerstelijnsgezondheidszorg bijvoorbeeld gynaecologische consultaties stopgezet, wat o.a. gevolgen heeft voor vrouwen die lijden aan vaginale infecties. Met dit Laura 2.0-project willen we een nationaal (in Peru) en internationaal onderzoeksnetwerk creëren dat onderzoek doet naar vaginale gezondheid door verschillende belangrijke belanghebbenden uit de samenleving en de academische wereld actief te betrekken. Instellingen voor hoger onderwijs zullen een sleutelrol spelen bij het bereiken van de Laura 2.0-doelstellingen. Universidad Nacional de la Amazonia Peruana (UNAP) en Universidad Nacional San Agustín de Arequipa (UNSA) zijn de vooraanstaande universiteiten in respectievelijk de Peruaanse Amazone en de Hooglanden. Beide instellingen voor hoger onderwijs versterken hun sleutelrol bij de ontwikkeling van hun regio's door hun onderzoekscapaciteit te consolideren. Het huidige project zal de nationale (UNAP-UNSA-UPCH) en internationale (lokale partners en UAntwerpen) samenwerking versterken door het actief ontwikkelen van onderzoekscapaciteiten in een multidisciplinaire aanpak. Belangrijker is om (voor het eerst in Peru) burgers (vrouwen) bij de wetenschap te betrekken via een burgerwetenschapsproject geïnspireerd op het Belgische Isala-project (https://isala.be/).

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah
• Co-promotor: Brusselaers Nele
• Co-promotor: Condori Sandra
• Co-promotor: Verhoeven Veronique

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

COOLSCHOOLS is een transdisciplinair toegepast stedelijk onderzoeksproject dat het transformatieve potentieel onderzoekt van op de natuur gebaseerde oplossingen (NBS) ter ondersteuning van het creëren van klimaatschuilplaatsen in Europese schoolomgevingen. We onderzoeken hoe natuurgebaseerde klimaatschuilplaatsen sociaal-ecologische transformaties in de richting van stedelijke duurzaamheid, klimaatbestendigheid, sociale rechtvaardigheid en kwaliteitsonderwijs kunnen stimuleren op meerdere stedelijke schalen (van scholen tot grootstedelijke regio) en vertalen deze naar praktische bouwcapaciteit voor schoolgemeenschappen en daarbuiten. Voortbouwend op baanbrekende pilot NBS-projecten van schooltransformatie in Barcelona, Brussel, Parijs en Rotterdam, ontrafelt COOLSCHOOLS de specifieke kenmerken van elke context en vindt gemeenschappelijke patronen met betrekking tot klimaatschuilplaatsen transformatiecapaciteiten, met de nadruk op gemarginaliseerde groepen. Door middel van participatieve en co-creatie methodologieën, stellen we een interdisciplinaire aanpak voor die natuur-, bio-medische, sociale en onderwijswetenschappen combineert. Om een holistische benadering van de transformatiecapaciteiten van klimaatschuilplaatsen op scholen verder te bevorderen, zullen we de beste praktijken en belangrijkste lessen van de pilots actief verspreiden onder stadsbesturen, stadsplanners, bedrijven, schoolgemeenschappen en andere relevante belanghebbenden. De sectoroverschrijdende samenstelling van het consortium zorgt voor een actieve betrokkenheid van meerdere belanghebbenden door middel van een 'urban living lab' en andere co-betrokkenheidsacties, die zijn gepland om reflectie en leren, en het bredere gebruik van COOLSCHOOLS outputs te stimuleren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Casas Ruiz Lidia

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)
• Sociale Epidemiologie & Gezondheidsbeleid (SEHPO)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Lactobacilli behoren tot de best gedocumenteerde nuttige bacteriën. Mensen zijn unieke dieren met een voortplantingsstelsel dat wordt gedomineerd door lactobacillen. In het vrouwelijke voortplantingsstelsel domineren Lactobacillus taxa normaal gesproken dit leefgebied onder gezonde omstandigheden, met aantallen tot 90-100%. Er bestaat echter een grote kenniskloof waarom dit het geval is. De biodiversiteit, dynamiek en evolutionaire geschiedenis van vaginale lactobacillen worden grotendeels onderbelicht. In dit project willen we een innovatieve sequencing- en Citizen Science-benadering volgen om vaginale lactobacillen genetisch en functioneel te karakteriseren (www.isala.be). Zo maken we o.a. gebruik van shotgun sequencing benadering, analyse van volledige genomen van isolaten en innovatieve kweek- en karakteriseringsstrategieën. We focussen qua functies pecifiek op hun adaptatie aan de vagina en antimicrobiële eigenschappen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Ongeveer 75% van de vrouwelijke bevolking wereldwijd lijdt minstens aan één episode van vulvovaginal candidiasis (VVC) gedurende hun leven. Hiervan lijdt 5-10% aan terugkerende infecties (recurrent VVC= RVVC). Zo wordt er geschat dat RVVC tegen 2030, jaarlijks meer dan 150 miljoen vrouwen zal treffen, wat zal leiden tot zowel universele gezondheidszorg als economische verliezen. Doordat de huidige behandeling van (R)VVC inefficiënt is en resistentie frequent voor komt, is de ontwikkeling van nieuwe en additionele therapie urgent. Daarom heeft dit project als doel een nieuwe behandeling van (R)VVC met probiotica, op basis van S. cerevisiae alleen of in combinatie met Lactobacillus spp., aan de hand van in vitro en in vivo experimenten, te ontwikkelen. Verder zal er ook informatie verzameld worden omtrent de samenstelling van het vaginale mycobioom van de Belgische populatie. Zo kan er een vergelijking gemaakt worden tussen het gezonde microbioom en het (R)VVCgelinkt microbioom. Hierdoor zullen er nieuwe inzichten bekomen worden inzake de dynamieken en relaties tussen de verschillende microorganismen aanwezig is de vagina. Daarenboven kan dit project ook wijzen op andere microorganismen met probiotische eigenschappen die Candida species kunnen bestrijden.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Vitamine producerende micro-organismen komen op als natuurlijk, goedkoop en duurzaam alternatief voor de huidige chemische productiemethode. Tot nu toe werden ze voornamelijk bestudeerd in het gastrointestinaal stelsel en in gefermenteerd voedsel, maar de onderzoeksgroep heeft recent ook meerdere vitamine B2 producerende vaginale lactobacillen kunnen isoleren. Hoewel lactobacillen al lang als veilig beschouwd worden en zeer geschikt blijken als probiotica en voedselbiofortificatie, worden ze doorgaans gebruikt zonder een gedetailleerde kennis van de genen en molecules die verantwoordelijk zijn voor hun gunstige werking. In dit project zullen we daarom een functionele in silico en in vitro screening uitvoeren van de onderzoeksgroeps biobank van humane bacteriële isolaten (>1000) met als innovatief doel vitamine producerende lactobacillen uit ondoorgronde extra-intestinale lichaamsniches (vagina, bovenste luchtwegen) en gefermenteerd voedsel te identificeren en te characteriseren. Vervolgens zullen we beroep doen op zowel ongerichte als zeer gerichte genetische modificatie technieken om niet alleen de vitamine productiecapaciteit van lactobacillen beter te bergijpen, maar ook om ze te verhogen. In het bijzonder, trachten we de nieuwe CRISPR-Cas9 gebaseerde techniek 'Prime editing' te functionaliseren in lactobacillen. Natuurlijke isolaten en mutanten met verhoogde vitamine synthese hebben een toepassingsgebied in zowel humaan als dierlijk voedsel en als therapeutische middelen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah
• Co-promotor: Spacova Irina
• Mandaathouder: Dricot Caroline

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het urogenitale microbioom is cruciaal voor de menselijke gezondheid en voortplanting. Studies suggeren dat levensstijl en hygiënegewoontes een sterke invloed hebben op het urogenitale microbioom. Mensen zijn bijvoorbeeld de enige dieren die kleding dragen en van bepaalde ondergoedstoffen is aangetoond dat ze correleren met een hoger risico op urogenitale aandoeningen. Er zijn echter maar weinig onderzoeken die zich richten op de causale relatie tussen urogenitale gezondheid en ondergoedstof, vooral met betrekking tot hoe ondergoed het urogenitale microbioom kan beïnvloeden. In dit project willen we eerst het gebruik van ondergoedstof correleren met vaginale gezondheid en microbioom, waarbij we de dataset van 3300 deelnemers uit de Isala studie onderzoeken. Parallel daaraan zal een microbiologisch in vitro platform worden ontworpen voor de evaluatie van de microbioom-vriendelijke eigenschappen van ondergoedstof door het gebruik van synthetische microbiële gemeenschappen. Vervolgens zal een belangrijk onderdeel van het project bestaan ??uit een grootschalige studie die in vivo interacties zal onderzoeken tussen specifieke ondergoedstoffen, het vaginale, vulvaire en huidmicrobioom, en urogenitale gezondheid. Het uiteindelijke doel is om beter te begrijpen hoe ondergoedstof de gezondheid van vrouwen kan beïnvloeden en om duurzaam en microbioom-vriendelijk ondergoed te ontwikkelen door toekomstige samenwerkingen tussen de academische, gezondheids- en textielsector.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah
• Co-promotor: Spacova Irina
• Co-promotor: Verhoeven Veronique
• Mandaathouder: Vander Donck Leonore

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De bovenste luchtwegen vormen een essentiële habitat van het humane microbioom, maar ze zijn nog maar weinig functioneel onderzocht. Luchtweginfecties zoals chronische rhinosinusitis (CRS) behoren tot de meest voorkomende redenen voor het voorschrijven van antibiotica, terwijl de exacte rol van bacteriën bij CRS niet duidelijk is. CRS is dus een microbiële aandoening waar nieuwe inzichten in de functionele biologie en microbiële ecologie nodig zijn om zo nieuwe behandelingsstrategieën te ontwikkelen. Microbioomonderzoek van de bovenste luchtwegen heeft aangetoond dat de melkzuurbacterie, Dolosigranulum pigrum, geassocieerd is met gezonde luchtwegen en dus potentieel heeft als luchtweg probioticum. Er moet echter nog veel onderzoek gedaan worden naar de exacte werkingsmechanismen en de ecologie en adaptatie mechanismen van deze bacterie aan de luchtwegen. Preliminaire resultaten tonen aan dat Dolosigranulum voornamelijk geassocieerd is met de humane neusholtes, maar de exacte reden hiervoor is nog onbekend. Dit project zal daarom de biologie en metabolische eigenschappen van D. pigrum stammen onderzoeken via vergelijkende genoomanalyse, fenotyperingsassays en fluorescentie microscopie. Deze stammen zullen geïsoleerd worden uit gezonde neuzen. Daarnaast zullen de barrièreversterkende en anti-inflammatoire eigenschappen van D. pigrum isolaten onderzocht worden in complexe in vitro celkweek systemen. Tot slot zullen veelbelovende isolaten getest worden in relevante muismodellen

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah
• Co-promotor: Vanderveken Olivier
• Mandaathouder: De Boeck Ilke

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De effecten van groene ruimten op de luchtwegen zijn onduidelijk. Mogelijke redenen voor inconsistenties tussen bestaande studies zijn het studieopzet (cross-sectionele studies of korte followup), het meten van blootstelling beperkt tot de woonplaats en beperkte aandacht voor potentiële mediatoren en modificatoren (bv. oxidatieve stress, maternale stress tijdens de zwangerschap). Om die redenen stellen we een longitudinale studie voor waarin de samenhang tussen blootstelling aan groene ruimtes tijdens het vroege leven en respiratoire gevolgen tot op volwassen leeftijd wordt onderzocht. Deze project is gebaseerd op en FWO project (zie voorstel). We zullen gebruik maken van de PIPO-geboortecohorte, waarin vanaf de geboorte tot aan de adolescentie herhaaldelijk informatie werd verzameld over ademhalings-/allergiesymptomen, antropometrie, allergische sensibilisatie en longfunctie. Dit project voegt een follow-up voor vroege volwassenheid (20-24j) toe aan de PIPO-data. Adressen zullen worden gekoppeld aan omgevingsmetingen (Corine Land Cover, NDVI, etc.), en luchtverontreinigende stoffen. Verder zullen we oxidatieve stress meten (9j). Zo zullen de directe en indirecte effecten van blootstelling aan groene ruimten op jonge leeftijd worden beoordeeld, waarbij rekening wordt gehouden met mogelijke mediërende effecten van luchtvervuiling, BMI en oxidatieve stress.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Casas Ruiz Lidia

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)
• Sociale Epidemiologie & Gezondheidsbeleid (SEHPO)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Atopische dermatitis (AD) is een chronische ontstekingsziekte van de huid die voorkomt bij ongeveer 20% van de kinderen en 3% van de volwassenen in westerse landen. AD wordt gekenmerkt door acute opflakkeringen van jeukende eczeemlaesies en een droge huid. De etiologie van AD is complex, het uiterlijk en het verloop van de ziekte worden beïnvloed door zowel genetische als immunologische mechanismen en omgevingsfactoren, zoals pathogene micro-organismen. In dit project willen we het microbioom van kinderen met AD karakteriseren en de impact van een topicale therapeutische strategie met rationeel geselecteerde lactobacillen onderzoeken.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah
• Co-promotor: Hagendorens Margo
• Mandaathouder: Delanghe Lize

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Synthetische biologie is een nieuwe discipline in de biotechnologie waarbij biologische systemen (bv. metabole reactiewegen) de novo gemaakt worden. De technologie vindt reeds toepassingen voor de duurzame productie van geneesmiddelen, biobrandstoffen, enzymen, aromastoffen en bioplastics. Synthetische circuits worden hoofdzakelijk gemaakt in modelorganismen zoals Escherichia coli en gist, omdat de biotechnologische toolbox voor deze organismen beschikbaar is. Deze modelsystemen zijn echter niet ideaal voor industriële of medische toepassingen. In dit project zal op een ethische manier een nieuwe toolbox ontworpen worden die het gebruik van superieure, niet-standaard microben mogelijk maakt. Het project zorgt voor een doorbraak in de efficiëntie van synthetische biologie, alsook voor een strategisch consortium dat de competitieve positionering van de Vlaamse biotechnologie verzekert.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah
• Co-promotor: Hens Kristien

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De effecten van groene ruimten op allergieën en de luchtwegen zijn onduidelijk. Mogelijke redenen voor inconsistenties tussen bestaande studies zijn het studieopzet (cross-sectionele studies of korte follow-up), het meten van blootstelling beperkt tot de woonplaats en beperkte aandacht voor potentiële mediatoren en modificatoren (bv. oxidatieve stress, maternale stress tijdens de zwangerschap). Om die redenen stellen we een longitudinale studie voor waarin de samenhang tussen blootstelling aan groene ruimtes tijdens het vroege leven en respiratoire en allergische gevolgen tot op volwassen leeftijd wordt onderzocht. We zullen gebruik maken van de PIPO-geboortecohorte, waarin vanaf de geboorte tot aan de adolescentie herhaaldelijk informatie werd verzameld over, groene ruimtes, ademhalings-/allergiesymptomen, antropometrie, allergische sensibilisatie en longfunctie. Dit project voegt een follow-up voor vroege volwassenheid (20-24j) toe aan de PIPO-data. Adressen zullen worden gekoppeld aan omgevingsmetingen (Corine Land Cover, NDVI, etc.), en luchtverontreinigende stoffen. Verder zullen we oxidatieve stress (9j) en cortisol in bestaande haarsamples van pasgeborenen meten (maternale stress). Zo zullen de directe en indirecte effecten van blootstelling aan groene ruimten op jonge leeftijd worden beoordeeld, waarbij rekening wordt gehouden met mogelijke mediërende effecten van luchtvervuiling, BMI en oxidatieve stress en zal effectmodificatie door maternale stress worden getest.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Casas Ruiz Lidia

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)
• Sociale Epidemiologie & Gezondheidsbeleid (SEHPO)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Vaak levert een microbioommodificatie met een "heilzaam" microorganisme niet het gewenste resultaat. Dit illustreert de nood aan betere methoden om de ecologie en evolutie van microbiomen te bestuderen. Dit project beschrijft een nieuwe aanpak waarbij het gebruik van microbiële syntetische gemeenschappen gecombineerd wordt met oppervlakkige shotgun-metagenoomanalyse om microbiële gemeenschappen in het algemeen beter te begrijpen dan ooit tevoren. De voorgestelde aanpak zal ontwikkeld worden voor een fyllosfeermodel en worden gebruikt in experimentele evolutieexperimenten met hele microbiële gemeenschappen. Experimenten waarbij de synthetische fyllosfeergemeenschappen worden overgedragen van plant naar plant zullen worden opgezet. De resultaten van dit onderzoek zullen leiden tot nieuwe inzichten in de ecologie en evolutie van fyllosfeergemeenschappen. Dit project beoogt deze aanpak te ontwikkelen en beschikbaar te stellen voor studies waarbij bestaande en nieuwe evolutietheorieën kunnen worden onderzocht. Ten slotte zal de impact van het toevoegen van een "heilzaam" microorganisme aan het fyllosfeermodel op de microbioomecologie en -evolutie worden bestudeerd. Dit laat toe nieuwe inzichten te ontwikkelen over de langetermijnseffecten van artificiële modificaties van onze microbiële omgeving.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah
• Mandaathouder: Smets Wenke

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Lactobacillus-bacteriën hebben een sterk, maar onderbenut potentieel als duurzame bio-gebaseerde oplossingen voor veel voedsel- en gezondheidsgerelateerde problemen. Sinds Nobelprijswinnaar Eli Metchnikoff veronderstelde dat melkzuurbacteriën de menselijke gezondheid in de darm kunnen bevorderen, heeft het onderzoek naar lactobacillen en probiotica zich vooral gericht op de menselijke darm en gefermenteerde zuivelproducten. Er bestaat echter een grote kenniskloof over het gunstige potentieel van Lactobacillus-soorten op andere locaties van het menselijk lichaam (vagina, huid, bovenste luchtwegen), dieren (bijv. kippen, honingbijen), planten, gewassen en zelfs op abiotische oppervlakken. Bovendien spelen lactobacillen een belangrijke rol in veel plant-gebaseerde fermentaties, waarbij ze de houdbaarheid en voedingswaarde van levensmiddelen en diervoeders bevorderen. Maar waarom en hoe Lactobacillus-soorten nuttig kunnen zijn in zo'n grote verscheidenheid aan niches wordt momenteel nog onvoldoende onderzocht. Daarom is het kerndoel van dit project een systematische en geïntegreerde analyse van de evolutionaire geschiedenis, ecologie en nuttige functies van Lactobacillus soorten. Ik stel een onconventionele benadering voor die zich bevindt op het snijvlak van moleculaire microbiologie (gericht op een enkele microbe), moleculaire ecologie (gericht op microbiële gemeenschappen) en vergelijkende genomica met een evolutionair perspectief op nicheadaptatie van lactobacillen. Door dieper in te gaan op de biologie van Lactobacillus, kan een paradigmaverschuiving worden doorgevoerd van een klassieke ad hoc-basis naar een uniek, op kennis gebaseerd platform voor de selectie van stammen en analyse van fitness en prestaties.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Sinds de Tweede Wereldoorlog is er een duidelijke toename van chronische ontstekingsziekten in regio's met een grote graad van industrialisatie en urbanisatie. De pro-inflammatoire capaciteit van fijn stof en andere luchtpolluenten lijkt een belangrijke factor in de pathogenese van deze ziekten, maar de onderliggende mechanismen zijn nog niet goed gekend. Het voorgestelde onderzoek heeft als doel meer inzichten te krijgen in de (micro)biologie van luchtvervuiling door technieken uit de moleculaire microbiologie en immunologie toe te passen om de aanwezigheid van micro-organismen in luchtpolluenten (fijn stof of 'particulate matter, PM') te bepalen en om de pro-inflammatoire capaciteit van fijn stof beter in kaart te brengen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah
• Mandaathouder: Lebeer Sarah

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

De primaire gewasproductie staat voor grote uitdagingen op het gebied van klimaatverandering, duurzaamheid, voedselzekerheid en sociaaleconomische winstgevendheid. Met een gemiddeld opbrengstverlies van 23%, vormen plantenziekten en plagen een belangrijke bedreiging voor de wereldwijde voedselzekerheid. Chemische gewasbeschermingsmiddelen (PPP's) worden momenteel nog het meest gebruikt om ziekten en plagen te bestrijden. Door hun milieu-impact en de ontwikkeling van resistentie van ziekteverwekkers en plagen tegen verschillende van deze gewasbeschermingsmiddelen, wordt hun toepassing steeds beperkter. De Europese "van boer tot bord"-strategie beoogt het algehele gebruik en risico van chemische gewasbeschermingsmiddelen tegen 2030 met 50% te verminderen. Toepassingen op basis van biocontrole kunnen waardevolle alternatieven zijn om de nadelen van deze chemische gewasbeschermingsmiddelen te overwinnen. Momenteel bestaan er echter niet veel op bacteriën gebaseerde PPP-strategieën. Bovendien zijn de huidige bacteriële strategieën grotendeels gericht op sporenvormende bacillen. Hier stellen we voor om het potentieel van melkzuurbacteriën te onderzoeken. Als ze in het laboratorium activiteit vertonen tegen belangrijke pathogenen, zullen we hun meest geschikte formulering en activiteit in meer relevante omstandigheden onderzoeken.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het neuseptiheel vormt een eerste protectieve barrière tegen nadelige omgevingsfactoren. Schade aan de structuur of functie van het epitheel is betrokken bij de pathologie van chronische rhinosinusitis met neuspoliepen (CRSwNP). Bitter (T2R) en zoete (T1R) smaak receptoren fungeren als luchtwegsensoren die een snelle immuunrespons induceren tegen gesecreteerde bacteriële liganden. Activatie van T2R receptoren leidt tot een snelle intracellulaire vrijzetting van calcium dat de secretie van antimicrobiële componenten en stikstofoxide stimuleert, wat leidt tot het doden van de bacteriën en de beweging van cilia verhoogt. Activatie van T1R inhibeert T2R gemedieerde immuunrespons. Meer bepaald, T1R agonisten verhogen de overleving en voorplanting van bacteriën. In lijn met dit, hebben wij recent aangetoond dat patiënten met CRSwNP een andere microbioom samenstelling hebben in vergelijking met gezonde controles. Meer bepaald ze hebben meer pathogene bacteriën en minder goede bacteriën, die de barrière functie kunnen beïnvloeden. Tot op heden zijn er helaas maar weinig studies die de interactie tussen het microbioom en de smaakreceptoren in de neus van patiënten met CRSwNP bestuderen. Bijgevolg, zullen we in dit project nagaan wat het effect is van bacteriële liganden, geproduceerd door bacteriën in de neus van patiënten met CRSwNP, op de smaak receptoren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Het hoofddoel van het project is om nieuwe biologische en genetische inzichten te verwerven over de toepassing van micro-organismen als bioremediatie van PAK's in luchtverontreiniging. Dergelijke nieuwe inzichten zullen leiden tot een wetenschappelijke onderbouwing van een nieuwe luchtzuiveringsapplicatie gebaseerd op het verspreiden van goedaardige bacteriën in het milieu.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Lebeer Sarah
• Mandaathouder: Dekeukeleire Max

Onderzoeksgroep(en)

• Laboratorium voor Toegepaste Microbiologie en Biotechnologie (LAMB)

Project type(s)

• Onderzoeksproject