Steven Van Cruchten hoogleraar

Onderzoek Steven Van Cruchten

Onderzoeksgroep

Expertise

Mijn onderzoeksactiviteiten zijn gefocust op veiligheid van geneesmiddelen voor zwangere vrouwen en kinderen. Deze groep vormt een kwetsbare populatie in onze samenleving, ook wanneer het gaat om de behandeling van verschillende ziekten met geneesmiddelen. Sinds de thalidomide (Softenon) tragedie in de jaren ‘60 werd de regelgeving omtrent de evaluatie van de veiligheid van humane geneesmiddelen verstrengd. Tot vandaag worden door de overheden studies vereist in drachtige dieren van 2 verschillende species, knaagdier en niet-knaagdier, alvorens vrouwen op vruchtbare leeftijd mogen worden blootgesteld aan een geneesmiddel. Omwille van ethische aspecten (3V’s) maar ook vanuit financiële overwegingen wordt momenteel echter door overheden en farmaceutische bedrijven nagegaan of de veiligheid van geneesmiddelen kan worden gegarandeerd adhv in vitro testen, waarbij geen dieren moeten worden gebruikt. Hierbij krijgt het zebravisembryo veel aandacht aangezien de embryonale ontwikkeling gelijkaardig is aan die van de mens, kan opgevolgd worden onder een microscoop en snel verloopt. In onze onderzoeksgroep wordt de zogenaamde Zebravis Ontwikkelingstoxiciteit Test verder verfijnd door onder meer een metabolisatie component en verder ook bijkomende eindpunten (zoals skelet parameters) toe te voegen aan deze in vitro test. Daarenboven wordt ook de throughput van het systeem verhoogd door de morfologische analyse van de embryo's te automatiseren. Dit onderzoek zal het screening van geneesmiddelen in ontwikkeling enerzijds gevoeliger maar anders ook sneller maken. Voor indicaties bij kinderen stelt zich ook een ethisch probleem. Tot op vandaag worden de meeste behandelingen met geneesmiddelen gebaseerd op ervaring in de adulte populatie en worden de dosissen vaak enkel aangepast ifv het gewicht van het kind. Aangezien echter verschillende organen die instaan voor de omzetting en eliminatie van geneesmiddelen nog maturatie ondergaan, zeker bij baby’s en peuters, kan dit echter leiden tot een onder- of overdosering van deze kinderen met respectievelijk ineffectiveit en toxiciteit tot gevolg. Owv deze redenen worden farmaceutische firma’s sinds 2006 dan ook verplicht om kinderen in klinische studies op te nemen en indien ze dit niet doen, moeten zij een duidelijke rationale voorzien. Dit ligt echter heel gevoelig aangezien sterfte of blijvende schade bij kinderen in een klinische studie voor elk farmaceutisch bedrijf tot een grote imagoschade kan leiden. Er wordt dan ook gezocht naar modellen om de veiligheid van geneesmiddelen voor de pediatrische populatie na te gaan, alvorens deze aan (jonge) kinderen worden toegediend. Dit kan al voor een deel aan de hand van in silico en in vitro modellen, maar deze kunnen het complexe ontwikkelende organisme nog niet benaderen. Eén van de diermodellen die nu toenemende aandacht krijgt, is de Göttingen Minipig, aangezien de juveniele big verschillende anatomische en fysiologische gelijkenissen vertoont met kinderen. In onze onderzoeksgroep wordt het metabolisme en de farmacokinetiek van verschillende geneesmiddelen in dit diermodel verder gekarakteriseerd en dit in (gezonde) biggen van geboorte tot speenleeftijd (28 dagen). Deze leeftijden komen bij de mensen overeen met pasgeboren kinderen tot de leeftijd van 2 jaar. Daarnaast hebben we ook een ziektemodel ontwikkeld in de Göttingen Minipig om asfyxie in humane neonaten verder te kunnen onderzoeken. Hierbij wordt asfyxie geïnduceerd bij pasgeboren biggen en wordt het effect van koelingstherapie (zoals toegepast in de NICU) op de farmacokinetiek van verschillende geneesmiddelen nagegaan. Deze gegenereerde data worden samen met humane data gebruikt om een fysiologisch gebaseerd farmacokinetiek model te bouwen waarbij op een preciezere manier de blootstelling aan geneesmiddelen kan worden voorspeld in neonaten en bijgevolg ook deze groep correcter kan worden gedoseerd.

Modulaire high-end massaspectrometer voor ultragevoelige kwantificatie en beeldvorming van kleine organische moleculen in cross-health onderzoek - MSsmall-XH 01/05/2022 - 30/04/2026

Abstract

De huidige high-throughput multi-omics technologieën, aangevuld met revolutionaire micro- en nanoscopische beeldvormingstools, bieden geweldige mogelijkheden voor holistisch onderzoek en pathofysiologisch begrip van ziekten bij mens en dier. De nauwkeurige en specifieke kwantificering van kleine organische moleculen staat momenteel echter voor twee grote uitdagingen: 1) de toenemende beschikbaarheid van micromonsters van biologische oorsprong met steeds kleinere afmetingen vereist een toenemende behoefte aan ultrasensitieve kwantificering tot sub-pg/g (ml) niveau; 2) de onvervulde behoefte aan beeldvorming en het in kaart brengen van de ruimtelijke distributie van deze kleine moleculen in complexe biologische matrices. De voorgestelde modulaire en nanoschaal ultra-high performance vloeistofchromatografie tandem massaspectrometer heeft de unieke eigenschappen om tegelijkertijd beide hiaten in de huidige multi-omics workflow op te vullen. We richten ons op de analyse van geneesmiddelen, toxines en endogene verbindingen, evenals hun metabolieten en biomarkers in in vitro en in vivo monsters van menselijke en dierlijke oorsprong. Dit unieke instrument is momenteel niet beschikbaar in België en zal als gedeelde faciliteit worden ingebed in het MSsmall Expertisecentrum van de UGent, dat in 2017 werd opgericht met de ambitie om hoogstaand life science onderzoek te ondersteunen met state-of-the-art massaspectrometrieapparatuur en -expertise. Brede interesse in deze high-end technologie blijkt uit de steun van 23 promotoren van verschillende (bio)medische faculteiten van 3 Vlaamse universiteiten.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Verfijning van de zebravisembryo ontwikkelingstoxiciteit test tot een sensitieve screening test. 01/11/2020 - 31/10/2023

Abstract

Binnen Europa worden alternatieve methoden voor de toxiciteitsbeoordeling van xenobiotica steeds belangrijker. Verschillende farmaceutische, agrochemische en cosmetische bedrijven gebruiken reeds het zebravisembryo als alternatief voor dierproeven om nieuwe compounds te screenen op teratogeniciteit. Toch worden er zowel vals negatieve als vals positieve resultaten gerapporteerd in de zebravisembryo ontwikkelingstoxiciteit test (ZEDTA) voor, respectievelijk, reeds gekende teratogene en niet-teratogene stoffen in zoogdieren. Vanuit veiligheidsoogpunt zijn de vals negatieve resultaten belangrijker omdat teratogene stoffen gemist kunnen worden. Dit project heeft als doel de ZEDTA verder te verfijnen om de sensitiviteit van de test te vergroten en zo geboorteafwijkingen veroorzaakt door geneesmiddelen beter te voorspellen. Om dit doel te bereiken zal eerst het aantal morfologische eindpunten uitgebreid worden door een skeletkleuring. Ten tweede zal, o.w.v. de intrinsiek lage biotransformatiecapaciteit van zebravisembryo's, een metabool activeringssysteem worden ontwikkeld om de zebravisembryo's ook bloot te stellen aan potentieel teratogene metabolieten. Tenslotte worden extra eindpunten geprogrammeerd in een beeldanalyseprogramma gecombineerd met een geautomatiseerde verwerking. Dit project zal de gevoeligheid en verwerkingssnelheid van de ZEDTA vergroten waardoor het screenen van geneesmiddelen op mogelijke geboorteafwijkingen beter, sneller en proefdiervrij zal gebeuren.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project website

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Karakterisering van het juveniele minivarken voor het veilig gebruik van SSO's in kinderen. 15/07/2020 - 14/07/2021

Abstract

Enkelstrengse oligonucleotiden (SSO's) zijn een nieuwe klasse van geneesmiddelen die gebruikt worden om bv in kankercellen de expressie van specifieke eiwitten te inhiberen door hybridisatie met specifiek mRNA. Recent is gebleken dat de Göttingen Minipig een goed alternatief diermodel is voor de aap, die nog altijd het vaakst gebruikt wordt om de veiligheid van deze SSO's na te gaan. Ook voor pediatrische doeleinden heeft de Göttingen Minipig verschillende ethische maar ook praktische voordelen, maar dit model werd hiervoor totnutoe nog niet gekarakteriseerd. Bij volwassenen gebeurt de distributie van SSO's uit de bloedbaan naar de weefsels snel, maar bij de pediatrische populatie ontbreekt deze informatie. Het doel van dit project is om de processen die bij deze distributie betrokken zijn in kaart te brengen bij juveniele Göttingen Minipigs aangezien zij mogelijk maturatie dienen te ondergaan en tevens zal de toxiciteit van SSO's in deze jonge populatie worden nagegaan.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

I-PREDICT: Innovatief fysiologie-gedreven farmacokinetisch model om gedrag van geneesmiddelen te voorspellen bij neonaten die koeling-therapie ondergaan. 01/01/2020 - 31/12/2023

Abstract

Farmacokinetiek (PK) bij pasgeborenen wordt beïnvloed door meerdere factoren die al dan niet maturatie-gebonden zijn. Onze uitgangshypothese is dat koeling, een standaardtherapie voor pasgeborenen met asfyxie en hypoxische-ischemische encefalopathie, een relevante beïnvloedende factor is van de PK. Het doel van dit project is de ontwikkeling van een fysiologie-gebaseerd farmacokinetisch (PBPK) concept, om de impact van koeling op PK bij pasgeborenen met asfyxie te beschrijven en te voorspellen. PBPK modellen combineren geneesmiddel-specifieke kennis met fysiologische kennis van een populatie om doseringen te bepalen. De kennis van het effect van koeling op metabolisme ontbreekt. Ten eerste zal in vitro de impact van temperatuur op de expressie en functie van geneesmiddel metaboliserende enzymen (DME) en transporters (DT) onderzocht worden. Ten tweede wordt het nut van in vivo biomerkers, die de activiteit van DME en DT weerspiegelen, onderzocht. Ten derde zullen de bekomen resultaten de basis vormen van PBPK modellen voor 4 klinisch relevante geneesmiddelen. Tenslotte zullen in vivo PK data van pasgeborenen met asfyxie die koeling ondergaan, alsook van neonatale biggen in een experimentele in vivo setting, gebruikt worden voor modelvalidatie. Het ontwikkelde PBPK concept kan gebruikt worden voor geneesmiddelontwikkeling en dosisvoorspelling bij pasgeborenen die koeling ondergaan, maar ook om temperatuur-gedreven PBPK modellen te ontwikkelen voor andere populaties.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Verfijning van de zebravisembryo ontwikkelingstoxiciteit test voor regulatoire toepassingen. 01/11/2019 - 31/10/2020

Abstract

Binnen Europa worden alternatieve methoden voor de toxiciteitsbeoordeling van xenobiotica steeds belangrijker. Verschillende farmaceutische, agrochemische en cosmetische gebruiken reeds het zebravisembryo als een alternatief voor dierproeven voor het screenen van nieuwe compounds op teratogeniciteit. Toch worden er zowel vals negatieve als vals positieve resultaten gerapporteerd in de zebravisembryo ontwikkelingstoxiciteit test (ZEDTA) voor, respectievelijk, reeds gekende teratogene en niet-teratogene stoffen in zoogdieren. Vanuit veiligheidsoogpunt zijn de vals negatieve resultaten belangrijker omdat teratogene stoffen door de ZEDTA gemist kunnen worden. Dit project heeft als doel het ZEDTA-protocol verder te verfijnen om de sensitiviteit van de test te vergroten en zo in de toekomst de ZEDTA als potentiële gevalideerde en regulatoire test te kunnen gebruiken. Om dit doel te bereiken zal eerst het aantal bepaalde morfologische eindpunten uitgebreid worden door een skeletkleuring in de ZEDTA. Ten tweede zal, vanwege de intrinsiek lage biotransformatiecapaciteit van zebravisembryo's, een metabool activeringssysteem worden ontwikkeld om de zebravisembryo's ook bloot te stellen aan potentieel teratogene metabolieten. Tenslotte worden extra eindpunten geprogrammeerd in een beeldanalyseprogramma gecombineerd met een geautomatiseerde verwerking. Dit project zal de gevoeligheid en verwerkingssnelheid van de ZEDTA vergroten met potentieel regulatoir gebruik tot gevolg.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Bepaling van skeletale eindpunten en interne concentraties van teratogene stoffen in een gemodificeerde zebravis ontwikkelingstoxiciteitstest 10/04/2018 - 09/04/2020

Abstract

Het aantal morfologische eindpunten in de zebravis ontwikkelingstoxiciteitstest (ZEDTA) is veel beperkter dan in de in vivo ontwikkelingstoxiciteitstesten in zoogdieren. Hierbij betreft het vooral het aantal skeletale eindpunten en een literatuurstudie toonde aan dat voornamelijk vals negatieve resultaten in de ZEDTA bekomen werden met stoffen die in zoogdieren skeletale afwijkingen veroorzaken. Het doel van dit project is om na te gaan of een uitbreiding van het aantal skeletale eindpunten in de ZEDTA na blootstelling van skeletale teratogene stoffen de concordantie van de ZEDTA met de studies in zoogdieren kan vergroten.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Bioactivatie van humane proteratogenen in het zebravisembryo, een mogelijke alternatieve test voor teratogeniciteit. 01/01/2018 - 31/12/2021

Abstract

In Europa is er een sterke focus op het vinden van alternatieven voor het testen van toxiciteit van geneesmiddelen in ontwikkeling. For developmental toxicity, the mouse Embryonic Stem Cell test and the rat Whole Embryo Culture are commonly used, but assays in non-mammalian whole organisms are currently proposed as they more fully represent the complexity of early development. The zebrafish (Danio rerio) is one of the preferred species due to their small size, high fecundity and rapid ex utero development. However, knowledge on the ontogeny of biotransformation enzymes in this species remains scarce. This is a pivotal information, especially for proteratogens that require bioactivation to exert their teratogenic potential. The cytochrome P450 enzymes (CYPs) represent the most important enzyme family in this oxidative process and are also important for the (de) activation of endogenous molecules that regulate normal embryonic development. The aim of this research project is to assess the bioactivation capacity of zebrafish embryos by using molecular techniques that target specific CYP isoenzymes. As such, this project will show whether zebrafish embryos can bioactivate, and thus detect, proteratogens or not, which is key information when considering this alternative assay for developmental toxicity testing.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Reactie fenotypering en CRISPR/Cas9 genetische modificatie van xenobiotische CYP isoenzymes in het zebravisembryo: effecten op de bioactivatie van proteratogene stoffen en normale functie. 01/10/2016 - 31/12/2017

Abstract

Tot op heden zijn er door ECVAM (Europees Centrum voor de Validatie van Alternatieve Methoden) drie alternatieve methodes die gevalideerd zijn en gebruikt worden voor embryotoxiciteit/ teratogeniciteitstesten (knaagdier micromassa bepaling (MM), Embryonale Stamcel Test (EST) en 'rat Whole Embryo Culture' (rWEC). Deze methodes hebben enkele nadelen. Niet enkel geven ze geen complete weergave van een volledige embryo (uitgezonderd rWEC), maar het grootste nadeel is dat ze niet toelaten de volledige organogenese te bestuderen. De zebravis (Danio rerio), die momenteel veel gebruikt wordt in toxicologisch onderzoek en geneesmiddelenontwikkeling (vb. als ziektemodel), laat dit wel toe en biedt tal van voordelen ten opzichte van de testen in zoogdieren. Deze zijn onder andere de kleine afmetingen van de zebravis, zijn hoog reproductievermogen en snelle ontwikkeling. Bovendien kan het zebravisembryo als alternatief voor dierproeven gebruikt worden, daar het niet als proefdier beschouwd wordt tot een leeftijd van 120 uren na fertilisatie (hpf, hours post fertilization). Omwille van de overeenkomsten tussen de embryonale ontwikkeling van de zebravis en de organogenese in hogere vertebraten, inclusief de mens, wordt dit dier reeds gebruikt door farmaceutische bedrijven voor het screenen op teratogeniciteit van bepaalde compounds. Er is momenteel echter nog veel discussie over de bioactivatiecapaciteit van het zebravisembryo en dit is belangrijk voor de detectie van proteratogenen, nl. xenobiotica die zelf niet teratogeen zijn maar hun metaboliet(en) wel.. De cytochroom P450-enzymfamilie (CYP's) is de belangrijkste enzymfamilie die het bioactivatiepotentieel bepaalt. Bovendien spelen deze enzymes een belangrijke rol in de (de-)activatie van endogene molecules die de normale embryonale ontwikkeling reguleren. De identificatie en expressie van genen die instaan voor de transcriptie van CYP's zijn reeds gekarakteriseerd in de zebravis (23). Duidelijke temporale expressiepatronen vinden plaats tussen 3 hpf en 48 hpf. Daar de organogenese in de zebravis plaatsvindt tussen 5 hpf en 96 hpf, wordt verondersteld dat de zebravis een volledige set van CYP-enzymes heeft tijdens zijn gevoelige periode voor teratogenen. De hoeveelheid aan transcripten komt echter niet noodzakelijk overeen met de mate van proteïne expressie, noch met de activiteit van de CYP's. Vooral dit laatste is van belang bij de bioactivatie van proteratogenen en dient verder te worden gedocumenteerd. Binnen het eigen labo zijn er al indicaties dat de embryo's niet in staat zijn de stoffen te metabolizeren (14;15), maar andere onderzoekers beweren van wel aangezien humane proteratogenen positief testten na 72 hpf. Deze conclusie was echter enkel gebaseerd op de bekomen morfologische afwijkingen, er werden geen concentraties van de parent compound noch van mogelijke metabolieten in deze studie bepaald. Het doel van dit project is om de biotransformatie van verschillende proteratogenen in de zebravis na te gaan en bij uitschakeling van bepaalde CYP isovormen de mogelijke effecten van de xenobiotica maar tevens de normale ontwikkeling na te gaan.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Aanmaak en activiteit van recombinante cytochroom P450 enzymes als in vitro systeem voor reactiefenotypering van kandidaat geneesmiddelen in de Göttingen minipig 18/07/2016 - 31/12/2017

Abstract

Tijdens de geneesmiddelenontwikkeling zijn farmaceutische firma's verplicht om de verschillende routes van geneesmiddelenklaring te karakteriseren. Hoewel dit pas hoeft alvorens de start van de Fase 3 klinische studies is vroegere informatie heel nuttig voor de species selectie in toxiciteitsstudies. Om de specifieke pathways van geneesmiddelenmetabolisme te ontrafelen wordt vaak gebruikt gemaakt van recombinante cytochroom P450 isoenzymes. Voor de minipig zijn deze echter niet commercieel beschikbaar en de doelstelling van dit project is om deze aan te maken en hun activiteit te vergelijken met adulte minipig levermicrosomen en in vivo farmacokinetische data.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Ontogenie van cytochroom P450 activiteit in de zebravis: een in vitro onderzoek. 15/07/2015 - 14/07/2016

Abstract

De zebravis wordt in toenemende mate gebruikt voor toxicologische doeleinden. Nochtans is de kennis over de biotransformatiecapaciteit in dit species heel beperkt, zeker in zebravisembryo's die in toenemende mate worden gebruikt voor het screenen van potentiële geneesmiddelen op teratogeniciteit. Hierdoor worden mogelijks schadelijke stoffen gemist. In dit project zal de intrinsieke cytochrome P450 (CYP) activiteit nagaan worden tijdens de embryonale ontwikkeling en tevens in adulte mannelijke en vrouwelijke zebravissen. Dit project zal essentiële informatie opleveren over mogelijke geslachtsverschillen in CYP activiteit in de adulte zebravis en tevens over de capaciteit van zebravisembryo's om geneesmiddelen te metaboliseren.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Ontwikkeling van een zebravisembryotest voor de milieurisicoanalyse van farmaca met oestrogene eigenschappen. 01/01/2015 - 31/12/2018

Abstract

Farmaceutische bedrijven zijn verplicht om een milieurisicoanalyse uit te voeren voor elk nieuw geneesmiddel dat ze op de markt brengen. De verplichte testen voor potentieel endocrien verstorende stoffen vereisen veel tijd en proefdieren. Het doel van deze studie is daarom om een zebravisembryotest, die niet beschouwd wordt als dierproef, te ontwikkelen die oestrogene eigenschappen van van geneesmiddelen snel kan detecteren.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Invloed van temperatuur op bioactivatie en embryotoxiciteit in een gemodificeerde Zebravis ontwikkelingstoxiciteit test. 01/10/2014 - 30/09/2018

Abstract

Het zebravis embryo wordt momenteel reeds gebruikt om teratogene stoffen te detecteren, nl. in de zogenaamde Zebrafish Developmental Toxicology Assay (ZEDTA). Onze eigen in vitro data en tevens in vivo data van andere onderzoeksgroepen suggereren echter dat het zebravis embryo zelf slechts weinig bioactief is. Op deze manier kunnen proteratogenen, nl. stoffen die bioactivatie moeten ondergaan om hun teratogene werking uit te oefenen, gemist worden en dus leiden tot vals negatieve resultaten in de ZEDTA. Een exogeen metaboliserend co-incubatiesysteem (MAS) is dus vereist om een valide assay te bekomen. Momenteel worden hiervoor reeds lever microsomen van de rat gebruikt. Dit is echter omstreden want rat MAS is zelf embryotoxisch en het metabool profiel kan anders zijn dan bij de mens. Bovendien speelt ook de temperatuur in het co-incubatiesysteem een belangrijke rol. De zebravis ontwikkelt bij een temperatuur van 26,5-28,5°C, terwijl de fysiologische temperatuur van de rat 38-39°C bedraagt. Voor het co-incubatiesysteem wordt vaak 32°C als compromis gekozen, maar uit eigen onderzoek weten we reeds dat deze temperatuur op zich (licht) embryotoxisch is. Het doel van dit onderzoeksproject is dus om een nieuw co-incubatiesysteem (MAS) te ontwikkelen dat werkt bij een niet-embryotoxische temperatuur. In de eerste fase zal een humaan MAS (hMAS; om een humaan relevant metabool profiel te bekomen) bij verschillende temperaturen geëvalueerd worden op bioactivatie en embryotoxiciteit. Aangezien zebravis MAS (zMAS) functioneert bij de fysiologische temperatuur voor zebravis ontwikkeling zal deze ook voor bovenstaande parameters worden geëvalueerd bij 28,5°C. Voor de biotransformatie zullen humaan relevante fluorogene substraten gebruikt worden die ongeveer 95% van het geneesmiddelenspectrum (i.e. CYP1-3) beslaan. De metabolietconcentraties zullen op verschillende tijdstippen worden berekend aan de hand van het bekomen fluorescent signaal. In een tweede fase van het project zal de biotransformatie in de ZEDTA zelf bepaald worden in aan- en afwezigheid (controles) van hMAS en zMAS. Hierbij zullen zebravis embryo's worden blootgesteld aan dezelfde substraten. Voor de co-incubatie met MAS, zal de beste temperatuur uit de eerste fase worden geselecteerd. De metabolieten zullen op verschillende tijdstippen zowel in het embryo zelf als in het supernatans worden bepaald door fluorometrie.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project website

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Apparatuur voor hoge-snelheid, gekoelde, preparatieve ultracentrifugatie, geautomatiseerde gradiënsvorming en fractieverzameling en -analyse. 19/05/2014 - 31/12/2018

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds de Herculesstichting. UA levert aan de Herculesstichting de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Maternaal metabole stoornissen en subfertiliteit: verhoogde concentraties vrije vetzuren als oorzaak voor een gedaalde embryokwaliteit. 01/01/2014 - 31/12/2017

Abstract

Dit project betreft fundamenteel kennisgrensverleggend onderzoek gefinancierd door het Fonds voor Wetenschappelijk Onderzoek-Vlaanderen. Het project werd betoelaagd na selectie door het bevoegde FWO-expertpanel.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Optimalisatie van de biotransformatie in de Zebravis Teratogeniciteit Test. 01/01/2014 - 30/09/2014

Abstract

De zebravis (Danio rerio) wordt momenteel uitgebreid gebruikt in geneesmiddelenonderzoek vanwege zijn talrijke voordelen. Zebravissen zijn klein en vereisen als dusdanig weinig test compound in vergelijking met zoogdieren. Bovendien dragen ze op zich weinig onderhoudshoudskosten met zich mee en zijn ze zeer vruchtbaar (ongeveer 100 tot 200 eitjes per paring die op hun beurt uitwendig worden bevrucht). De embryonale ontwikkeling in de zebravis vertoont daarenboven veel gelijkenissen met deze bij hogere vertebraten, inclusief de mens. Door bovenstaande eigenschappen, wordt het zebravis embryo ook reeds gebruikt om potentiële geneesmiddelen te screenen op teratogeniciteit, nl. in de zogenaamde Zebravis Teratogeniciteit Test (ZTT). Er is echter een algemene consensus in dit onderzoeksdomein dat verdere karakterisering en optimalisatie van de biotransformatie in de ZTT noodzakelijk is alvorens deze als een valide screeningsmodel voor teratogenen kan gebruikt worden. Sommige stoffen, zogenaamde proteratogenen, worden namelijk gebioactiveerd om hun teratogene werking te kunnen uitoefenen. Er zijn indicaties dat het zebravis embryo en dus de ZTT dit bioactivatiepotentieel niet of onvoldoende bezit. Vandaar worden op heden lever microsomen van de rat soms als exogeen metabolisatie activerend systeem (rMAS) gebruikt om de biotransformatie in de ZTT te optimaliseren. Het gebruik van rMAS is echter beperkt want het is zelf embryotoxisch en het metabool profiel kan anders zijn dan bij de mens. Het doel van dit onderzoeksproject is dus 1) om een nieuw exogeen MAS te ontwikkelen die deze nadelen niet bezit en 2) haar rol bij de biotransformatie in de ZTT te evalueren. Om deze doelstellingen te bereiken, zullen in een eerste fase van dit project de biotransformatie en mogelijke embryotoxiciteit van humaan MAS (hMAS) en geïnduceerd zebravis MAS (izMAS) geëvalueerd en vergeleken worden. Wat de biotransformatie betreft zullen substraten gebruikt worden die humaan relevant zijn en die ongeveer 95% van het geneesmiddelen spectrum beslaan. Concreet betekent dit dat hMAS en izMAS zullen worden blootgesteld aan CYP1A2, CYP2C19, CYP2D6 en CYP3A4 specifieke substraten. De parent compound en mogelijke metabolieten zullen worden bepaald door middel van LC-MS. Hiervoor zal beroep gedaan worden op het Laboratorium voor Microbiologie, Parasitologie en Hygiëne, UA. In een tweede fase zal dan de biotransformatie in de ZTT zelf bepaald worden in aan- en afwezigheid van de minst embryotoxische en best bioactiverende MAS van de eerste fase. Zebravisembryo's worden hierbij tijdens verschillende ontwikkelingsstadia blootgesteld aan dezelfde substraten als in fase 1 van dit project. De parent compound en mogelijke metabolieten zullen op verschillende tijdstippen zowel in het embryo zelf als in het supernatans worden bepaald door middel van LC-MS. Aan het einde van fase 2 zullen we adhv een nieuw exogeen MAS de biotransformatiecapaciteit van de ZTT geoptimaliseerd hebben. Dit zal dan verder worden gevalideerd met verschillende gekende proteratogenen. Onderzoekshypothese: De hypothese van dit onderzoeksproject is dat een humaan exogeen metabolisatie activerend systeem noodzakelijk is voor een optimale biotransformatie in de Zebravis Teratogeniciteit Test.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Optimalisatie van biotransformatie van de zebravis teratogenicity test. 01/10/2013 - 30/09/2014

Abstract

De doelstelling van dit onderzoeksproject is om de biotransformatiecapaciteit van de Zebravis Teratogeniciteit Test (ZTT) te optimaliseren met behulp van een nieuw exogeen metabolisatie activerend systeem (MAS). Op deze manier kan deze alternatieve methode voor teratogeniciteit verder worden gevalideerd. Om dit doel te bereiken zullen we in de eerste fase van dit project dus een MAS ontwikkelen, namelijk een humaan MAS en een zebravis MAS. Om de biotransformatiecapaciteit na te gaan zullen we gebruik maken van 4 teststoffen die ongeveer 95% van het humaan geneesmiddelenmetabolisme beslaan. In de tweede fase van dit project zullen we dan zebravis embryo's tijdens hun organogenese blootstellen aan dezelfde substraten als in fase 1 in af- en aanwezigheid van de beste MAS conditie uit fase 1. Op deze manier zal dus op het einde van fase 2 zowel de intrinsieke in vivo bioactivatiecapaciteit van de ZTT als deze in aanwezigheid van een co-incubatiesysteem gekend zijn.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project website

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Ontogenie van CYPs en geneesmiddeltransporters in het gastrointestinaal systeem van de zebravis. 16/09/2012 - 15/07/2015

Abstract

Dit project kadert in een onderzoeksopdracht tussen enerzijds UA en anderzijds EU. UA levert aan EU de onderzoeksresultaten genoemd in de titel van het project onder de voorwaarden zoals vastgelegd in voorliggend contract.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject

Ontogenie van geneesmiddel transporters en metabolizerende enzymes in de minipig: een genexpressie analyse 01/01/2012 - 31/12/2012

Abstract

Geneesmiddel transporters en metabolizerende enzymes spelen een cruciale rol in de farmacokinetiek van veel geneesmiddelen. De ATP-binding cassette (ABC) geneesmiddel efflux transporters en cytochroom P450 (CYP) isoenzymes zijn de best gekende van deze 2 respectievelijke groepen. Er zijn echter nog talrijke andere subgroepen die betrokken zijn bij de absorptie, distributie, metabolisatie en eliminatie van geneesmiddelen. De expressie en activiteit van deze systemen in hepatocyten en enterocyten beïnvloeden de orale biobeschikbaarheid en op deze manier de klinische efficaciteit maar tevens de mogelijke toxiciteit van oraal opgenomen geneesmiddelen. Ondanks het gebruik van veel van deze geneesmiddelen bij (heel jonge) kinderen en het voorkomen van grote verschillen in biobeschikbaarheid in vergelijking met volwassenen, is er vrij weinig gekend over de ontogenie van drug transporters en metabolizerende enzymes. Deze kennis is ook cruciaal bij juveniele dieren. Uit veiligheidsoverwegingen worden namelijk vaak toxiciteitsstudies in juveniele dieren vereist alvorens de klinische studies in kinderen mogen starten. In de rat zijn er reeds gegevens over de pre- en postnatale ontwikkeling van verschillende orgaansystemen beschikbaar maar bij niet-knaagdieren ontbreekt deze kennis. Aangezien de minipig, naast de hond, het meest gebruikte niet-knaagdier species is dat gebruikt wordt in juveniele toxiciteitsstudies, is kennis over de ontogenie van geneesmiddel transporters en metaboliserende enzymes cruciaal voor de interpretatie van deze studies. Het doel van dit project is dan ook het nagaan van genexpressie verschillen van geneesmiddel transporters en metabolizerende enzymes in de lever en dunne darm van foetale, pasgeboren, zuigende en gespeende minipigs.

Onderzoeker(s)

Onderzoeksgroep(en)

Project type(s)

  • Onderzoeksproject