Onderzoeksgroep
Expertise
Mijn PhD-onderzoeksproject richtte zich op CRISPR/Cas9-genbewerking in de muis/menselijke kiemlijn en in menselijke pluripotente ziekte stamcelmodellen, met een focus op genen die gerelateerd zijn aan onvruchtbaarheid. Momenteel werk ik als postdoctoraal onderzoeker in de Perifere Neuropathie Onderzoeksgroep in UAntwerpen, onder leiding van Prof. Vincent Timmerman. Mijn hoofdfocus is het onderzoeken van Charcot-Marie-Tooth (CMT) in verschillende menselijke 3D stamcelmodellen.
Development and characterisation of CMT2J neuromuscular assembloids for therapeutic target validation.
Abstract
Charcot-Marie-Tooth (CMT) is de meest voorkomende erfelijke perifere neuropathie en treft wereldwijd ongeveer 1 op de 2.500 mensen. Deze aandoening leidt tot lengte-afhankelijke degeneratie van motorische en sensorische perifere zenuwen, met progressieve spierzwakte, gevoelsverlies en pijn tot gevolg. CMT is genetisch zeer heterogeen, met mutaties in meer dan 100 verschillende genen. CMT2J, veroorzaakt door de T124M mutatie in myelin protein zero (P0/MPZ; het belangrijkste myeline-eiwit), is een subtype dat zich manifesteert als een axonale neuropathie. Het wordt gekenmerkt door ernstige axonale degeneratie met slechts minimale myeline defecten, waarvan de eerste symptomen pas op latere leeftijd duidelijk worden. Hoewel eerdere studies met een CMT2J-muismodel een defect in het axonaal transport aantoonden, vormen de trage progressie en het milde fenotype bij deze muizen een uitdaging voor verder preklinisch onderzoek. Recente resultaten suggereren dat de inhibitie van histondeacetylase 6 (HDAC6) de defecten in het axonaal transport kan verminderen, wat HDAC6 inhibitie een veelbelovende therapeutische strategie maakt voor CMT2J. Momenteel ontbreekt echter een specifiek humaan in vitro model om dit therapeutisch potentieel te onderzoeken. In dit project willen we een menselijk relevant cellulair model ontwikkelen door het creëren en karakteristeren van neuromusculaire assembloïden (NMAs) op basis van geïnduceerde pluripotente stamcellen specifiek voor CMT2J. NMAs worden gevormd door de fusie van een motorneuron-sferoïde met een spier-sferoïde, waardoor een posterieur-anterieur georiënteerde cellulaire structuur ontstaat. Deze geordende groei maakt het mogelijk om het perifere zenuwstelsel nauwkeuriger in vitro te modelleren. Immunohistochemische kleuringen zullen worden gebruikt om spier, neuronale en Schwanncel merkers te karakteriseren, terwijl geavanceerde technieken zoals transmissie-elektronenmicroscopie (TEM) zullen worden ingezet om tekenen van axonale degeneratie te identificeren. Daarnaast zal live-cell imaging worden toegepast om de dynamiek van axonaal transport te volgen, en zullen multi-elektrode array (MEA) assays de elektrofysiologische parameters evalueren. Het uiteindelijke doel van dit project is om met behulp van deze NMAs het therapeutisch potentieel van HDAC6 inhibitie bij CMT2J te onderzoeken. We zullen zowel isogene controle- als CMT2J-specifieke NMAs behandelen met Tubastatin A, een bekende HDAC6-remmer, om de effecten op de axonale transportdefecten en axonale degeneratie te beoordelen. Live-cell imaging zal worden herhaald om te bepalen of het axonaal transport is hersteld, en immunohistochemische kleuringen en TEM zullen worden gebruikt om eventuele veranderingen in de axonale integriteit te analyseren. Het einddoel is om HDAC6 te valideren als een farmacologisch target voor CMT2J en een humaan model op te stellen dat in de toekomst kan worden gebruikt voor therapeutische screenings. Dit onderzoek zal essentiële inzichten verschaffen in de onderliggende pathomechanismen van CMT2J en zal bijdragen aan de ontwikkeling van nieuwe behandelingen voor deze momenteel nog ongeneeslijke ziekte.Onderzoeker(s)
- Promotor: Bekaert Bieke
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject
Het ontrafelen van neuromusculaire kenmerken voor de ziekte van Charcot-Marie-Tooth met neuromusculaire organoiden en assembloids.
Abstract
De ziekte van Charcot-Marie-Tooth (CMT) is de meest voorkomende erfelijke perifere neuropathie. Hoewel er meerdere diermodellen zijn gecreëerd, vereist het beperkte succes bij het vertalen naar menselijke studies nieuwe modellen gebaseerd op menselijke cellen. In dit project zal ik geïnduceerde pluripotente stamcel (iPSC)-afgeleide organoïden ontwikkelen en karakteriseren voor CMT1A en CMT2A, de meest voorkomende CMT types. Deze organoïden bestaan uit neuronale cellen omgeven door myeliniserende Schwann-cellen waarbij pathologische kenmerken (e.g. myeline verstoring) werden aangetoond wanneer ze afgeleid waren van CMT1A-iPSCs. Ondanks het nabootspotentieel van neuromusculaire organoïden groeien ze niet in een specifieke richting, wat het onderzoek naar meerdere CMT-gerelateerde kenmerken bemoeilijkt, inclusief de onderbelichte verstoring van neuromusculaire verbindingen kenmerkend voor CMT. Daarom zal ik bovendien iPSC-afgeleide assembloïds genereren met een anterior-naar-posterior organisatie, wat zeer relevant is voor het bestuderen van neuromusculaire verbindingen. Er zal een grondig onderzoek worden uitgevoerd naar zowel de structurele als moleculaire kenmerken van zowel organoïden als assembloïden, met een vergelijking tussen beide CMT-typen. Bovendien zal een diepgaande beoordeling van de respons op therapeutische interventies in deze modellen worden verricht. In het algemeen kunnen deze CMT-modellen nieuwe behandelingen bevorderen en dierproeven verminderen.Onderzoeker(s)
- Promotor: Timmerman Vincent
- Mandaathouder: Bekaert Bieke
Onderzoeksgroep(en)
Project type(s)
- Onderzoeksproject