Onderzoek Dorien Verdoodt

Abstract

Slechthorendheid is de meest voorkomende zintuiglijke afwijking bij mensen. Gehoorverlies heeft een aanzienlijke impact op de levenskwaliteit, treft wereldwijd meer dan 1,57 miljard mensen en is door de Wereldgezondheidsorganisatie aangemerkt als een prioritaire ziekte voor onderzoek naar therapeutische interventies. De totale wereldwijde economische kosten van gehoorverlies werden in 2019 geschat op meer dan 981 miljard dollar. Momenteel zijn er geen ziektemodificerende therapieën beschikbaar om perceptief gehoorverlies (SNHL) te herstellen, vertragen of voorkomen. In plaats daarvan is de behandeling momenteel gericht op gehoorrevalidatie, wat inhoudt dat hoortoestellen worden aangepast die geluiden versterken in het geval van matig tot ernstig perceptief gehoorverlies. In het geval van ernstig tot zeer ernstig perceptief gehoorverlies (SNHL), wanneer versterking niet langer leidt tot adequate spraakperceptie, kan cochleaire implantatie een oplossing bieden. Begin 2024 toonden voorlopige gegevens van verschillende fase 1/2 klinische studies het herstel aan van gehoorverlies bij dove mensen met behulp van genetische therapie (gepubliceerd in 2024 in Nature Medicine en The Lancet). Deze studies, die zich richten op een zeldzaam type erfelijk gehoorverlies (DFNB9, OTOF-gen), zijn de eerste die aantonen dat de auditieve functie kan worden verbeterd of zelfs hersteld door moleculaire interventie. Innovatieve therapeutische benaderingen gericht op het binnenoor (in preklinisch onderzoek) zijn gebaseerd op een steeds gedetailleerdere kennis van de moleculaire fysiologie van het slakkenhuis en van de biologische en moleculaire mechanismen die aan de basis liggen van het gehoorverlies. Er zijn ongeveer 140 genen voor gehoorverlies geïdentificeerd, die in verschillende mate van ernst en evolutie slechthorendheid veroorzaken. Deze genen coderen voor verschillende eiwitten, met verschillende functies in het slakkenhuis, waaronder genregulatie, ionenhomeostase, haarceldifferentiatie, synaptische transmissie, neuronale activering, enz. Al deze genen kunnen een therapeutisch doelwit vormen. Net als bij therapeutische benaderingen in andere orgaansystemen, moet elke onderzochte weg geschikt zijn voor (i) de aard van de veroorzaker en zijn pathofysiologie; (ii) de doelcellen (haarcellen, ondersteunende cellen, gehoorneuronen of andere celtypes); (iii) de mate van gehoorverlies en zijn natuurlijke evolutie; en (iv) het doel om gehoorverlies te voorkomen of verloren gegane functie te herstellen. Naast therapeutische innovaties is het ook nodig om af te stappen van de subjectieve evaluatie van de gehoorfunctie en de ontdekking van objectieve biomarkers te versterken om de impact van deze therapieën op een pathofysiologisch niveau te detecteren. Tot slot is er behoefte aan niet-invasieve toediening van binnenoortherapieën, d.w.z. gerichte toediening zonder de anatomie of fysiologie te verstoren. Met de oprichting van het voorgestelde Wetenschappelijk Onderzoeksnetwerk willen we zowel nationale als internationale samenwerking bevorderen op het gebied van innovatieve binnenoortherapieën die het potentelie hebben om gehoorverlies te genezen en verder te gaan dan alleen revalidatie. Dit overkoepelende thema omvat ook onderzoek naar de ontdekking van objectieve biomarkers om de effectiviteit te beoordelen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Van Rompaey Vincent
• Co-promotor: Verdoodt Dorien

Onderzoeksgroep(en)

• Translationele Neurowetenschappen (TNW)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Gehoorverlies is de meest voorkomende zintuiglijke afwijking en is door de WHO erkend als prioritaire ziekte voor onderzoek naar therapieën. DFNA9 is één van de best bestudeerde vormen van dominant erfelijk gehoorverlies bij volwassenen en wordt gekenmerkt door progressief, perceptief gehoorverlies (SNHL). Het wordt veroorzaakt door mutaties in het COCH-gen, dat codeert voor het eiwit cochlin. In dit project presenteert de kandidaat de ontwikkeling en het preklinisch testen van een geoptimaliseerde toedieningsmethode voor RNA-therapeutica voor gehoorverlies. De kandidaat zal DFNA9 en de in vitro gevalideerde antisense oligonucleotiden (ASO's) gebruiken als case study voor dit nieuwe behandelingsparadigma. Meer specifiek zal de kandidaat verder gaan dan de state of the art door de klinisch relevante/haalbare intratympanische toedieningsmethode te benchmarken en een speciaal ontwikkelde hydrogel voor ASO-behandeling te genereren. Verder zal de celspecifieke opname van verschillende gapmer ASO-chemieën in het binnenoor worden bestudeerd om gerichte toediening te bereiken. Ten slotte zal de kandidaat data genereren over de farmacokinetiek, veiligheid en werkzaamheid van ASO's in het binnenoor van ons genetisch gemanipuleerd, gehumaniseerd DFNA9 muismodel. Als zodanig zal dit project het pad effenen voor de klinische toepassing van ASO's en andere soorten gentherapie om het binnenoor te targeten voor de toekomstige behandeling van DFNA9 en andere binnenooraandoeningen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Van Rompaey Vincent
• Co-promotor: Verdoodt Dorien
• Mandaathouder: Aben Fien

Onderzoeksgroep(en)

• Translationele Neurowetenschappen (TNW)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Gehoorverlies heeft een grote invloed op levenskwaliteit en cognitie, en treft wereldwijd meer dan 1,57 miljard mensen. De aanvraag richt zich op de autosomaal dominante aandoening DFNA9 die leidt tot postlinguaal ernstig perceptief gehoorverlies (SNHL). DFNA9 wordt veroorzaakt door mutaties in het COCH-gen die leiden tot de vorming van mutant cochlin. Momenteel is er geen behandeling beschikbaar om SNHL bij DFNA9 te voorkomen of te genezen. In deze aanvraag wordt een innovatieve aanpak voorgesteld met in vivo evaluatie van een ziektemodificerende gentherapie geïnjecteerd in het binnenoor om de expressie van het gemuteerde COCH-allel te verminderen. Het lab zal dit doen door gebruik te maken van lipide nanopartikels opgeladen met een CRISPR-nuclease dat in vitro werd geoptimaliseerd in een uniek gehumaniseerd DFNA9-muismodel met de exacte mutatie van onze patiënten. Door het normale allel te sparen, wordt een heterozygote eiwit-truncerende mutatie gecreëerd, die niet zal leiden tot een fenotype van SNHL.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Van Rompaey Vincent
• Co-promotor: Verdoodt Dorien
• Mandaathouder: Sels Lize

Onderzoeksgroep(en)

• Translationele Neurowetenschappen (TNW)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Gehoorverlies is de meest voorkomende aandoening in de menselijke bevolking, zo een 440 miljoen mensen leiden hieraan waarbij evenwicht-en gehoorverlies een significante invloed hebben op hun levenskwaliteit. Gehoorverlies is ook vooropgesteld door de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO) als een prioritaire ziekte voor onderzoek naar therapeutische interventies. DFNA9 (DeaFNess Autosomal dominant 9) is een dominant overerfbare aandoening die wordt veroorzaakt door heterozygote mutaties in het COCH gen (Coagulation Factor C Homology) die wordt gekenmerkt door progressief laattijdig gehoorverlies (3de tot 5de decade) wat uiteindelijk leidt tot doofheid. In België en Nederland zijn er meer dan duizend patiënten die de p.P51S mutatie dragen in hun COCH gen, zij zullen doofheid ontwikkelen in afwezigheid van een geschikte therapie. Een veelbelovende strategie om het pathofysiologisch mechanisme van DFNA9 te stoppen of te vertragen is door een op CRISPRCas9 gebaseerde therapie toe te dienen in het binnenoor. Deze therapie zal in het binnenoor binnengebracht worden door een AAV vector die de productie van het (mutante) COCH proteine zal verminderen.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Van Rompaey Vincent
• Mandaathouder: Verdoodt Dorien

Onderzoeksgroep(en)

• Translationele Neurowetenschappen (TNW)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Gehoorverlies is de meest voorkomende sensorische aandoening in de menselijke bevolking dat wereldwijd 440 miljoen mensen treft waarbij gehoor-en evenwichtsverlies een significante impact hebben op de levenskwaliteit en de sociale interactie. Bijkomend is gehoorverlies opgelijst door de Wereldgezondheidsorganisatie als prioriteit voor onderzoek naar nieuwe therapieën. DFNA9 (DeaFNess Autosomal 9) is een autosomaal dominante gehooraandoening veroorzaakt door verschillende heterozygote mutaties het COCH gen (Coagulation Factor C Homology). Patiënten hebben last van evenwichtsuitval en progressief gehoorverlies (startend tussen de 30-50 jaar) dat uiteindelijk leidt tot doofheid. In België en Nederland zijn er meer dan 1000 patiënten die leiden aan DFNA9 veroorzaakt door de p.P51S mutatie in het COCH gen. Deze patiënten zullen doofheid ontwikkelen aangezien er nog geen therapie voorhanden is. Een beloftevolle manier om het sensorineuraal gehoorverlies in DFNA9 patiënten te vertragen of te voorkomen is een op CRISPR-Cas9 gebaseerde therapie toe te dienen in het binnenoor door gebruik te maken van een lipid nanopartikel (LNP) om de productie van het mutante COCH eiwit stil te leggen of te verminderen. Tot nu focusten onderzoekers vooral op het gebruik van virale vectoren, meestal adeno-associated virale (AAV) vectoren, om gentherapie toe te dienen in het binnenoor. Echter hebben veel mensen al een infectie met een AAV doorgemaakt in hun leven waardoor ze antilichamen hebben aangemaakt tegen AAV virussen. Om dit probleem op te lossen, kunnen LNP's een alternatief bieden aangezien het reeds is aangetoond dat systemische injectie van LNP's veilig is omdat ze gebruikt werden voor de wereldwijde vaccinatie campagne met mRNA vaccins tegen COVID-19. Bovendien kunnen we in de plaats van Cas9 DNA, Cas9 mRNA verpakken in een LNP wat ervoor zal zorgen dat het Cas9 eiwit slechts tijdelijk tot expressie zal komen en zo de kans op een immuunrespons tegen Cas9 drastisch zal verkleinen. Om een binnenoor gentherapie te ontwikkelen die kan gebruikt worden in mensen, hebben we een nieuw gehumaniseerd DFNA9 muismodel ontwikkeld. Deze muizen dragen een gehumaniseerd COCH gen met de p.P51S mutatie en bootsen zo het genotype na van DFNA9 patiënten. Het doel van dit project is: (1) Onderzoeken of het toedienen van LNP's in het binnenoor van ons gehumaniseerd DFNA9 muismodel veilig en efficiënt is. (2) Onderzoeken of LNP's opgeladen met Cas9/gRNA complexen effectief in staat zijn om productie van het mutant COCH eiwit stil te leggen of te verminderen in celculturen afkomstig van fibroblasten van ons gehumaniseerd muismodel

Onderzoeker(s)

• Promotor: Verdoodt Dorien

Onderzoeksgroep(en)

• Translationele Neurowetenschappen (TNW)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Gehoorverlies heeft een significante impact op levenskwaliteit en de maatschappij in het algemeen. Gehoorverlies is de meest frequente zintuigbeperking in de mens en treft 360 miljoen wereldwijd. Het werd dan ook door de Wereld Gezondheidsorganisatie (WGO) opgelijst als prioritaire ziekte voor onderzoek naar therapeutische interventies. DFNA9 is een dominant overerfbare aandoening, veroorzaakt door heterozygote mutaties in het COCH-gen, die progressief leidt tot bilaterale doofheid en verlies van evenwicht op de leeftijd van 50-70 jaar. Momenteel is er geen behandeling beschikbaar die het ontstaan van gehoorverlies kan verhinderen in DFNA9-patiënten. Lokale gentherapie om gehoor te herstellen of preventie van gehoorverlies werd de afgelopen jaren reeds uitgebreid bestudeerd in neonatale muismodellen. Momenteel is er een klinische studie lopende waarbij volwassen patiënten met diep perceptief gehoorverlies geïnjecteerd worden met virus-gebaseerde vectoren die gentherapie dragen om haarcellen te herstellen. Deze injectie gebeurt rechtstreeks in het slakkenhuis. In dit project hebben we als doel om binnenoor gentherapie te ontwikkelen als preventie tegen doofheid in een preklinisch muismodel van DFNA9. Door gebruik te maken van adeno-geassocieerde virale vectoren, zullen we met CRISPR-Cpf1 genoomcorrigerende technologie in de cochlea het gemuteerde (en normale) Coch in het genomisch DNA identificeren en verwijderen. En dit op een veilige en efficiënte manier om de expressie van het mutante (en normale) Coch eiwit te blokkeren in de presymptomatische fase. Op deze manier verwachten we de ernst van het gehoorverlies te verkleinen of het ontstaan van gehoorverlies te verhinderen in doofheid geassocieerd aan DFNA9.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Van Rompaey Vincent
• Co-promotor: Ponsaerts Peter
• Mandaathouder: Verdoodt Dorien

Onderzoeksgroep(en)

• Translationele Neurowetenschappen (TNW)

Project type(s)

• Onderzoeksproject