Onderzoek Rose Bruffaerts

Abstract

Met dank aan hun hoge spatiotemporele resolutie en niet-invasieve karakter, zijn (bio)medische beeldvormingstechnieken van vitaal belang geworden om de complexe structuur en functie van het zenuwstelsel in gezondheid en ziekte te begrijpen. Zich bewust van dit unieke potentieel, verenigt μNEURO de expertises van acht complementaire onderzoeksgroepen aan Universiteit Antwerpen, waarbij we inzetten op geavanceerde neuro-beeldvormingstechnieken over schalen en modelsystemen heen om aldus impactrijk fundamenteel en klinisch neuro-onderzoek te versnellen. Bouwend op de multidisciplinaire samenwerking die succesvol tot stand werd gebracht sinds de oprichting van μNEURO 1 (2020-2025), heeft μNEURO 2 (2026-2031) tot doel om de synergie tussen zijn leden te integreren en te consolideren, om zo een internationaal zwaartepunt te worden voor multidimensionele neurowetenschappen. Technologisch beogen we om multimodale beeldvormingsdatasets met spatiotemporele resolutie (geavanceerde microscopie, MRI, PET, SPECT, CT) te verrijken met functionele informatie (fMRI, EEG, MEG, elektrofysiologie, gedrag en klinische evaluatie) en een moleculaire context (vb. vloeistof biomerkers, genetische modellen, spatiële omics) om op die manier een ongeëvenaard inzicht te bereiken in het zenuwstelsel en de mechanismes van ziektes. Biologisch omvat μNEURO een breed gamma aan neurologische aandoeningen, inclusief dementie, bewegingsstoornissen, traumatische ruggengraat- of hersenletsels, perifere neuropathieën en glioblastoma, die bestudeerd worden in een gamma van complementaire modelsystemen reikende van gezonde controles en patiënt-afgeleide organoïden en assembloïden tot fruitvliegen, knaagdieren en mensen. Met een sterke samenwerking tussen fundamentele en preklinische onderzoeksteams, methode-ontwikkelaars en klinische departementen in het Universitair Ziekenhuis Antwerpen (UZA), omvat μNEURO effectief een volledig translationeel platform voor labo-naar-bed onderzoek. Nu we deze interacties versterkt hebben en een gezamenlijke planning voor synergistische projecten hebben opgesteld, heeft μNEURO de intentie om de integratie te formaliseren door bijkomende grootschalige internationale onderzoekprojecten aan te trekken, door de interactie tussen zijn leden en kernfacilititeiten te bevorderen, en door zuurstof te geven aan high-risk high-gain onderzoek binnen het centrum en daarbuiten. Op deze manier zal μNEURO doorbraken in het ruime veld van neurowetenschappen realiseren. Door de focus op technologisch en biologische innovaties en het stroomlijnen van de translationele pijplijn voor de ontdekking en validatie van nieuwe biomerkers en therapeutische middelen, beoogt μNEURO daarenboven om een lange termijn impact te realiseren op de groeiende maatschappelijke druk van zeldzame en meer voorkomende ziektes van het zenuwstelsel, daarbij aansluiting vindend met belangrijke onderzoeksprioriteiten van de Universiteit Antwerpen, België en Europa.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Sijbers Jan
• Co-promotor: Baets Jonathan
• Co-promotor: Bertoglio Daniele
• Co-promotor: Bruffaerts Rose
• Co-promotor: De Vos Winnok
• Co-promotor: Ellender Tommas
• Co-promotor: Kumar-Singh Samir
• Co-promotor: Snoeckx Annemiek
• Co-promotor: Stroobants Sigrid
• Co-promotor: Timmerman Vincent
• Co-promotor: Van Dyck Pieter
• Co-promotor: Verhoye Marleen

Onderzoeksgroep(en)

• Visielab

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Een vroege en betrouwbare diagnose van neurodegeneratieve aandoeningen zoals de ziekte van Alzheimer (ZvA) en Frontotemporale Degeneratie (FTD) is essentieel vanuit een klinisch standpunt om de patiënt te kunnen informeren over de aard van diens aandoening en het verdere verloop. Wat betreft ZvA bestaan er momenteel al erg betrouwbare biomerkers die men kan bekomen door een lumbaalvochtanalyse of PET-scan. Echter, deze onderzoeken zijn kostelijk, invasief in het geval van een lumbale punctie, en niet eenvoudig toegankelijk voor alle artsen die deze patiënten behandelen. Functionele veranderingen gaan de structurele ziektegerelateerde veranderingen in de hersenen vooraf, en deze veranderingen kunnen opgepikt worden door middel van hoog-densiteits-electroencefalografie (hd-EEG). Onze focus is het karakteriseren van functionele veranderingen die in relatie staan tot hogere-orde cognitieve processen zoals communicatie en mentale flexibiliteit, omdat het net deze processen zijn die belangrijk zijn om te participeren in de activiteiten van het dagelijkse leven. Betrouwbare metingen uitvoeren op het individuele niveau is essentieel voor klinische translatie, waar men uitspraken wil doen over de individuele patiënt, en we ontwikkelden hiervoor een methode die toepasbaar is op EEG-data. De theoretische achtergrond van de invloed van interindividuele verschillen bij cognitieve achteruitgang is een belangrijk onderzoeksdomein van het laatste decennium. Het concept "cognitieve reserve" werd geopperd om de cognitieve flexibiliteit aan te geven die maakt dat er tussen patiënten ondanks dat er onderliggend identieke structurele veranderingen worden aangetroffen, toch een verschillende impact kan zijn op de dagdagelijkse activiteiten. Fluïde intelligentie, wat correleert met mentale flexibiliteit en redeneervermogen, werd eerder naar voor geschoven als een maatstaf voor cognitieve reserve. In dit project zullen we hd-EEG data verzamelen tijdens het uitvoeren van paradigma's waarin fluïde intelligentie en taal centraal staan. Dezelfde paradigma's worden afgenomen bij patiënten met neurodegeneratieve aandoeningen zoals ZvA en FTD, en gezonde controledeelnemers. Eerder toonden we reeds aan dat in de oudere populatie, grotere taak-gerelateerde signaalveranderingen gemeten met magnetoencefalografie correleren met betere cognitieve prestaties. Nu zullen we deze resultaten valideren met hd-EEG en met aangepaste statistische methodes nagaan of deze metingen kunnen bijdragen tot het ontwikkelen van een EEG-merker voor individuele patiënten in de geheugenkliniek. De wetenschappelijke innovatie ligt ten eerste bij de potentiële translatie van recente ontdekkingen in de cognitieve neurowetenschappen naar bruikbare metingen voor de klinische praktijk, gecombineerd met methodologische vooruitgang bij de acquisitie en analyse van hd-EEG data voor gebruik op individueel niveau. Het langetermijn doel van dit project is het diagnostisch traject van mensen met een cognitieve klacht te stroomlijnen. Dankzij het gebruik van een goedkope EEG-merker zou er een triage kunnen gebeuren waarbij sommige mensen kunnen gerustgesteld worden en anderen op basis van deze meting kunnen doorverwezen worden voor invasieve diagnostische procedures. In de toekomst kunnen EEG-merkers ook ingezet worden ter beoordeling van de inclusie in klinische trials.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Bruffaerts Rose
• Mandaathouder: De Keulenaer Stéphanie

Onderzoeksgroep(en)

• Experimentele Neurobiologie Groep (ENU)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Een vroege en betrouwbare diagnose van neurodegeneratieve aandoeningen zoals de ziekte van Alzheimer (ZvA) en Frontotemporale Degeneratie (FTD) is essentieel vanuit een klinisch standpunt om de patiënt te kunnen informeren over de aard van diens aandoening en het verdere verloop. Wat betreft ZvA bestaan er momenteel al erg betrouwbare biomerkers die men kan bekomen door een lumbaalvochtanalyse of PET-scan. Echter, deze onderzoeken zijn kostelijk, invasief in het geval van een lumbale punctie, en niet eenvoudig toegankelijk voor alle artsen die deze patiënten behandelen. Functionele veranderingen gaan de structurele ziektegerelateerde veranderingen in de hersenen vooraf, en deze veranderingen kunnen opgepikt worden door middel van hoog-densiteits-electroencefalografie (hd-EEG). In dit project zullen we hd-EEG data bestuderen van patiënten met neurodegeneratieve aandoeningen zoals ZvA en FTD, en gezonde controledeelnemers. Eerder toonden we door middel van multivariaatanalyse reeds aan dat in de oudere populatie, grotere taak-gerelateerde signaalveranderingen gemeten met magnetoencefalografie correleren met betere cognitieve prestaties. Nu zullen we deze resultaten valideren met hd-EEG en met multivariaatanalyse een individuele marker ontwikkelen die de neurale patronen gedistribueerd over de hele hersenen in kaart brengt. Deze "neurale vingerafdruk" wordt dan geëvalueerd voor de vroegdiagnostiek van individuele patiënten in de geheugenkliniek. De wetenschappelijke innovatie ligt ten eerste bij de potentiële translatie van recente ontdekkingen in de cognitieve neurowetenschappen naar bruikbare metingen voor de klinische praktijk, gecombineerd met methodologische vooruitgang bij de acquisitie en analyse van hd-EEG data voor gebruik op individueel niveau. Het langetermijn doel van dit project is het diagnostisch traject van mensen met een cognitieve klacht te stroomlijnen. Dankzij het gebruik van een goedkope EEG-merker zou er een triage kunnen gebeuren waarbij sommige mensen kunnen gerustgesteld worden en anderen op basis van deze meting kunnen doorverwezen worden voor invasieve diagnostische procedures. In de toekomst kunnen EEG-merkers ook ingezet worden ter beoordeling van de inclusie in klinische trials.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Bruffaerts Rose

Onderzoeksgroep(en)

• Experimentele Neurobiologie Groep (ENU)

Project type(s)

• Onderzoeksproject

Abstract

Abnormale veranderingen van de taal en spraak komen vaak vroeg voor bij neurodegeneratieve ziektes zoals ziekte van Alzheimer en Frontotemporale Degeneratie en tasten de levenskwaliteit aan. Merkers die taal en spraak in kaart brengen kunnen niet-invasieve en goedkope indicatoren vormen om neurodegeneratie op te sporen en op te volgen. Het klinische gebruik van zulke merkers is nog beperkt omwille van de volgende factoren: sommige merkers zijn specifiek voor bepaalde talen en daarnaast kan het opmeten van de indicatoren tijdsintensief zijn. Wij toonden eerder aan dat sommige abnormale spraakpatronen in het Nederlands bij mensen met Frontotemporale Degeneratie gelijkaardig zijn aan de spraakpatronen bij mensen met deze aandoening die Engels of Duits spreken. In de huidige pilootstudie, die in nauwe samenwerking met GENFI (the Genetic FTD Initiative) loopt, zullen we verder pen-en-papier testen ontwikkelen alsook indicatoren van taal en spraak op basis van gesproken taal in het Nederlands. We zullen indicatoren ontwikkelen die het potentieel hebben om bruikbaar te zijn over verschillende talen heen. Ons doel is om spraak- en taalveranderingen bij neurodegeneratie beter te begrijpen en de zorg voor patiënten te verbeteren.

Onderzoeker(s)

• Promotor: Bruffaerts Rose

Onderzoeksgroep(en)

• Experimentele Neurobiologie Groep (ENU)

Project type(s)

• Onderzoeksproject