Onderzoeksgroep
Expertise
Mijn onderzoeksgroep onderzoekt de functie van cytosolische eiwitcomplexen, genaamd inflammasomen, die een belangrijke rol spelen bij immuunresponsen. Inflammasoom activering gebeurt via een sensoreiwit dat de trigger detecteert, waarna een protease genaamd caspase-1 inflammasoom functies uitvoert. Zowel pathogenen als van de gastheer afgeleide gevaar- en stresssignalen kunnen caspase-1-activiteit van inflammasomen veroorzaken, dat vervolgens zijn substraten verknipt. Deze substraten omvatten Gasdermin D, waarvan het N-terminale fragment vervolgens een lytische vorm van celdood veroorzaakt, genaamd pyroptosis. Deze door inflammasomen veroorzaakte celdoodmodus gaat gepaard met de afgifte van de pro-inflammatoire cytokines IL-1β en IL-18, die beide worden verknipt door caspase-1-activiteit, evenals verschillende andere eiwitten die samen een efficiënte ontstekingsreactie coördineren. Uit de breed vertakte effecten van inflammasoom signalisatie op het onderhouden van de menselijke gezondheid spitst ons onderzoek zich toe op de rol van inflammasoom signalisatie en pyroptose bij infectieziekten en auto-inflammatoire ziekten. Tijdens infecties dragen inflammasomen voornamelijk bij tot de verdediging van de gastheer. Omgekeerd lijden individuen met gain-of-function-mutaties in genen die coderen voor inflammasoomcomponenten aan auto-inflammatoire ziekten. Voor die laatste hebben we verschillende genetische muismodellen tot onze beschikking waarin inflammasomen worden gehyperactiveerd. In de context van infectieziekten onderzoeken we de reacties van inflammasoom signalisatie en pyroptose op verschillende virale, bacteriële en schimmelpathogenen. Door deze muismodellen voor auto-ontsteking en infectie te bestuderen, willen we de cellulaire en moleculaire mechanismen ophelderen hoe inflammasoom geïnduceerde pyroptose de ontwikkeling van auto-inflammatoire ziekten evenals de afweer van de gastheer tegen pathogenen aanstuurt.
Onderzoek naar de mechanismen waarmee verhoogde lineaire ubiquitinering in myeloide cellen inflammasoom signalisatie alsook de verdediging tegen inflammasoom-activerende pathogenen beïnvloedt.
Abstract
Lineaire ubiquitine ketens zijn tags die kunnen worden bevestigd en ook weer verwijderd van een eiwit. Dit laatste wordt uitgevoerd door het eiwit OTULIN. Cellen zonder OTULIN accumuleren bijgevolg lineair geubiquitineerde eiwitten en dit veroorzaakt ontstekingen bij muizen en bij mensen. Wij konden aantonen dat remming van inflammasomen - eiwitcomplexen die de secretie van inflammatoire cytokines regelen - een mechanisme is waarmee OTULIN ontstekingen verhindert. Dit project wil begrijpen hoe OTULIN inflammasomen op moleculair niveau afremt en wat de impact ervan is op de afweer tegen infecties. Ten eerste, gezien Nlrp3 inflammasoom activering in OTULIN-deficiënte macrofagen werd veroorzaakt door verhoogde necroptotische celdood, zullen we onderzoeken welke lineair geubiquitineerde eiwitten necroptose in deze cellen moduleren. Ten tweede, gezien ook Pyrin inflammasoom activering wordt versterkt in OTULIN-deficiënte macrofagen, willen we de celdoodmodus en de OTULIN-doeleiwitten identificeren die verantwoordelijk zijn voor Pyrin activering in deze cellen. En ten derde zullen we onze ex vivo macrofaag bevindingen uitbreiden door te onderzoeken hoe de inflammasoom activerende effecten van myeloïde OTULIN-deficiëntie de respons van muizen tegen Nlrp3- of Pyrine-activerende pathogenen beïnvloeden. Dit fundamentele onderzoeksproject zal dus onderzoeken hoe de moleculaire wisselwerking tussen OTULIN en inflammasomen in myeloïde cellen ontstekings- en infectiereacties beïnvloedt.Onderzoeker(s)
- Promotor: Wullaert Andy
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject
Ontrafelen van de celtype specificieke mechanismen waardoor Gasdermin D-gemedieerde celdood ontsteking veroorzaakt na activering van het Nlrp3 inflammasoom.
Abstract
Activerende mutaties in het Nlrp3 inflammasoom veroorzaken de auto-inflammatoire 'cryopyrine-geassocieerde periodieke syndromen' (CAPS). Het selectief tot expressie brengen van een CAPS-geassocieerde Nlrp3 mutant in macrofagen of neutrofielen resulteert in ernstige ontstekingen bij muizen. Hoewel het geweten is dat Nlrp3 activering lytische celdood veroorzaakt doordat Gasdermin D (GSDMD) poriën vormt in het celmembraan, zal ik de celtype-specifieke mechanismen onderzoeken waarmee GSDMD-gemedieerde celdood in macrofagen of neutrofielen bijdraagt tot CAPS in muizen. Met behulp van muizen die de Nlrp3 mutant selectief tot expressie brengen in macrofagen of neutrofielen zal ik onderzoeken hoe verschillende celdood vormen de Nlrp3-geïnduceerde secretie van pro-inflammatoire factoren controleren. Daarnaast zal ik nagaan hoe GSDMD-afhankelijke celdood in macrofagen of neutrofielen leidt to verschillende inflammatoire serum profielen, en wil ik nieuwe inflammatoire mediatoren identificeren die worden geproduceerd na Nlrp3 mutant expressie in deze celtypes. Tenslotte zal ik met een genetische proof-of-principle benadering de werkzaamheid en veiligheid van GSDMD inhibitie evalueren als een mogelijke toekomstige behandeling voor CAPS. Het onderzoeken van de celtype-specifieke mechanismen waarmee GSDMD-gemedieerde celdood Nlrp3-geïnduceerde CAPS aandrijft, zal ons helpen begrijpen hoe Nlrp3-geïnduceerde celdood verschillende andere ontstekingsziekten reguleert.Onderzoeker(s)
- Promotor: Wullaert Andy
- Mandaathouder: Christiaenssen Bregje
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject
Onderzoek naar de rol van inflammasoom geïnduceerde pyroptose in viscerale leishmaniasis in muizen.
Abstract
Het Nlrp3 inflammasoom is een eiwitcomplex dat reageert op microbiële structuren die leiden tot de activering van een protease genaamd caspase-1 dat een vorm van celdood induceert die pyroptosis wordt genoemd. Deze celdoodmodus vergemakkelijkt de secretie van de pro-inflammatoire cytokines IL-1β en IL-18 die bijdragen aan het opstarten van efficiënte ontstekingsreacties tegen infecties. Leishmaniasis is een belangrijke verwaarloosde parasitaire ziekte die wordt veroorzaakt door Leishmania-soorten en die kan leiden tot een breed scala aan klinische manifestaties, variërend van huid- en mucocutane ontsteking tot dodelijke viscerale leishmaniasis (VL). Waarnemingen in muismodellen toonden een betrokkenheid aan van Nlrp3 inflammasoom signalering bij cutane leishmaniasis, en patiënt observaties toonden aan dat de door het inflammasoom gegenereerde cytokines IL-1β en IL-18 correleren met de ernst van VL. Echter, het effect van stroomafwaartse Nlrp3-geïnduceerde pyroptose op de meer ernstige VL ziekte is nog niet onderzocht. Bovendien toonden recente waarnemingen aan dat verschillende VL parasieten verschillende infectie vermogens vertoonden in verschillende celtypen en in verschillende stadia van de infectie, wat suggereert dat pyroptose een van de intracellulaire afweermechanismen van de gastheer zou kunnen zijn die de overleving en verspreiding van parasieten controleren. Daarom willen we in dit project onthullen hoe Nlrp3-geïnduceerde pyroptose VL bij muizen beïnvloedt. Meer specifiek zullen we trachten te onthullen in welke celtypes VL-parasieten pyroptose induceren, evenals de in vivo functie van pyroptose tijdens een VL relapse model bij muizen. Daarnaast zullen we trachten te onthullen hoe pyroptose correleert met de in vivo infectiekinetiek van VL-parasieten tijdens pathogenese, en hoe deze vorm van celdood op zijn beurt de parasiet beïnvloedt. Op de lange termijn kan dit project het ontwerpen van betere celtype- en ziektestadiumspecifieke VL-behandelingen vergemakkelijken. Bovendien zal het in kaart brengen van de capaciteiten van verschillende myeloïde celtypen voor het ondergaan van pyroptose tijdens VL algemene kennis genereren met implicaties die verder gaan dan parasitaire infecties, zoals bij andere soorten infecties en bij ontstekingsziekten die verband houden met activering van het inflammasoom.Onderzoeker(s)
- Promotor: Wullaert Andy
- Co-promotor: Caljon Guy
- Mandaathouder: Mortelmans Silke
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject
Uitermate veelzijdige real-time live-celbeeldvorming voor onderzoek naar infectieziekten en ontstekingen.
Abstract
De huidige infrastructuuraanvraag voorziet in een uitbreiding van de platformen voor fundamenteel basisonderzoek en geneesmiddelonderzoek voor infectieziekten en inflammatie aan de Universiteit Antwerpen. Uitbreiding is noodzakelijk om flexibele en veelzijdige beeldvorming en biochemische analyses in levende cellen mogelijk te maken, met de mogelijkheid tot hoge doorvoer. Het apparaat zal worden ingebed in een high-end immunoprofileringsplatform en BSL-2-omgeving bij het Laboratorium voor Microbiologie, Parasitologie en Hygiëne (LMPH) waar onderzoek met infectieuze microbiële organismen mogelijk is. De TECAN SPARK Cyto 600 is een zeer veelzijdige multimodale plaatlezer die cellulaire en in situ moleculaire testen mogelijk maakt in gecontroleerde omgeving (O2/CO2 , vochtigheid en temperatuur) met realtime absorptie-, fluorescentie- en luminescentiemetingen. Er zijn drie verschillende mogelijkheden voor optische metingen door gebruik van filters, monochromators of fusie-optica, waardoor het compromis tussen gevoeligheid en flexibiliteit wordt geëlimineerd. De unieke functie voor het optillen van het deksel maakt substraattoevoeging of activering van immune cellen mogelijk via de meegeleverde 2-kanaalsinjector. SPARK Cyto 600 is uitgerust met 2×, 4× en 10× objectieven en een CMOS-camera om live cell imaging mogelijk te maken. Naast bright field is fluorescente beeldvorming voorzien in 4 optische kanalen met de mogelijkheid van Time-Resolved Fluorescence (TRF) en Fluorescence Resonance Energy Transfer (FRET). Een bijkomend voordeel is de compatibiliteit met Alpha Technology, bead-gebaseerde proximiteitsassays waarvoor geoptimaliseerde filters en laser-gebaseerde excitatie geïntegreerd zijn. Terwijl concurrerende systemen voor live celbeeldvorming zich beperken tot bright field en fluorescentiemetingen, maakt de SPARK Cyto 600 ook realtime detectie van gloei- en flitsluminescentiesignalen en Bioluminescence Resonance Energy Transfer (BRET)-toepassingen mogelijk om gevoelige real-time opvolging van eiwit-eiwit interacties in cellen mogelijk te maken. Gezien de grote veelzijdigheid en dringende behoefte aan dergelijke apparatuur voor onderzoek naar infectie- en ontstekingsziekten, zal dit unieke apparaat real-time beeldvorming van zowel cellulaire als moleculaire responsen onder gecontroleerde omstandigheden mogelijk maken. Deze nieuwe infrastructuur zal daarom het onderzoek van tal van onderzoeksgroepen aan Universiteit Antwerpen een impuls geven en zal bijdragen tot fundamentele inzichten op cellulair en moleculair niveau en tot de ontwikkeling van nieuwe therapieën en diagnostiek.Onderzoeker(s)
- Promotor: Caljon Guy
- Co-promotor: Augustyns Koen
- Co-promotor: Sterckx Yann
- Co-promotor: Vanden Berghe Wim
- Co-promotor: Wullaert Andy
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject
Studie naar de cel-cel interacties die familiale mediterrane koorts veroorzaken.
Abstract
'Familiale Mediterrane Koorts' (FMK) is een auto-inflammatoire ziekte veroorzaakt door mutaties in het gen dat codeert voor Pyrin. FMFgeassocieerde Pyrin mutanten veroorzaken ongepaste inflammasoom activering waardoor buitensporige aanmaak van Interleukin (IL)-1β koortsaanvallen, gewrichtspijn, buikpijn en huidontsteking veroorzaakt bij FMF-patiënten. Wij willen de cellulaire interacties blootleggen waarmee inflammasoom- en IL- 1β-geïnduceerde signaalroutes auto-inflammatie in FMF aandrijven. We zullen op een genetische manier hetzij IL-1β-productie hetzij IL- 1β-responsen op een celtype specifieke manier uitschakelen in een FMF muismodel, waardoor we deze cellulaire drijfveren van FMFgerelateerde auto-inflammatie bij muizen zullen identificeren. Tegelijkertijd zullen we transcriptomen en celoppervlakte-eiwitten van individuele cellen in deze FMF-muizen profileren. Dit zal specifiek de genexpressieprogramma's onthullen van cellen die de IL-1β-receptor op hun oppervlak vertonen. Verder zullen we inflammasoomactivering en IL-1β-stimulatie-experimenten uitvoeren die respectievelijk IL-1β-producerende en IL-1β-reagerende immuuncellen zullen identificeren uit FMF-patiënten. Cellulaire inzichten in hoe inflammasomen en IL-1β samenwerken om autoinflammatie aan te drijven kan verbeterde celtype specifieke therapeutische benaderingen mogelijk maken voor FMF, en kan kennis opleveren die zal helpen om andere inflammasoom- en IL- 1β-aangestuurde ontstekingsziekten beter te begrijpen.Onderzoeker(s)
- Promotor: Wullaert Andy
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject