Titel Promotor Affiliaties "Korte inhoud" "Moleculaire pathomechanismen van HSPB1 en HSPB8 mutaties in motorische neuropathieën: studie van eiwit-eiwit interacties en axonaal transport in cel- en diermodellen." "Ludo Van Den Bosch" "Laboratorium voor Neurobiologie (VIB-KU Leuven)" "Via positionele klonering werden meer dan 30 ziektegeassocieerde genen geïdentificeerd voor erfelijke neuropathieën van het perifeer zenuwstelsel (PNS). Vele van deze genen coderen voor eiwitten met essentiële cellulaire functies, zoals RNA processing, proteïnesynthese, celdood en de cellulaire stress reacties. De neuronen in het PNS zijn zeer vatbaar voor mutaties in deze genen wat zou kunnen te maken hebben met feit dat deze neuronen zeer lange axonen hebben die hoge metabolische eisen stellen voor het realiseren van transport van cellulaire componenten over lange afstanden. In dit project doen we onderzoek naar het pathogenetische mechanisme dat verantwoordelijk is voor het neuronaal lijden veroorzaakt door mutaties in de small heat shock proteins HSPB1 en HSPB8. Deze mutaties zijn een oorzaak van de ziekte van Charcot-Marie-Tooth (CMT) en van distale hereditaire motorneuropathieën. In beide gevallen gaat het om ongeneeslijke aandoeningen waarbij leeftijdsafhankelijk belangrijke motorische en/of sensorische problemen optreden. Het doel van dit project is om nieuwe cellulaire modellen en transgene muizen te creëren om een beter inzicht te verwerven in de defecten veroorzaakt door mutant HSPB1 en HSPB8. Anderzijds willen we met de muizenmodellen ook therapeutische strategieën uittesten. Met dit onderzoek beogen we een bijdrage te leveren aan het verwerven van een beter inzicht in de pathogenese van distale neuropathieën wat op termijn hopelijk kan leiden tot een therapeutische oplossing voor deze ongeneeslijke ziekten." "Moleculaire pathomechanismen van HSPB1 en HSPB8 mutaties in motorische neuropathieën: studie van eiwit-eiwit interacties en axonaal transport in cel- en diermodellen." "Vincent Timmerman" "Perifere Neuropathieën" "In dit onderzoeksproject bestuderen we hoe mutaties in HSPB1 en HSPB8 bijdragen tot cellulaire stress in motorneuronen. Hiervoor gaan we de biochemische implicaties van de HSPB1 en HSPB8 mutaties bepalen. Door middel van proteoomtechnologie zullen we interagerende moleculaire partners identificeren voor mutant en wild type (wt) HSPB1 en HSPB8. Ons preliminair onderzoek heeft aangetoond dat mutant HSPB1 een toegenomen interactie vertoont met tubuline. Het project heeft als doel deze specifieke HSPB1-tubuline interactie verder te onderzoeken in cellulaire modellen en transgene muizen. Daarenboven zal de impact van de HSPB1 en HSPB8 mutaties onderzocht worden op het niveau van het axonaal transport. Deze interagerende proteïnes zullen ons tot nieuwe inzichten brengen in de pathomechanismen van motorische neuropathieën enons ook toelaten nieuwe ziektegeassocieerde genen te identificeren." "Behandeling van autofagie tekorten in de ziekte van Charcot-Marie-Tooth veroorzaakt door mutaties in de kleine heat-shock proteïnes HSPB1 en HSPB8." "Vincent Timmerman" "Medicinale chemie (UAMC), Perifere Neuropathieën" "Autofagie is een fysiologisch proces dat onnodige of disfunctionele cellulaire componenten uit het cytoplasma verwijdert. Defecte autofagie wordt steeds vaker erkend als een kenmerk van vele aandoeningen, zoals de ziekte van Charcot-Marie-Tooth (CMT). In dit kader hebben fundamenteel onderzoek en geneesmiddel-ontwikkeling een sterke behoefte aan betrouwbare, drug-like autofagie-inductoren. Een fenotypische screening werd uitgevoerd op verbindingen die vooraf geselecteerd werden op basis van hun geneesmiddel-potentieel. In totaal werden 3 chemische families geïdentificeerd die nog niet geassocieerd werden met autofagie inductie. Na validatie, activiteitbepaling en studie van het mogelijke werkingsmechanisme, werd de meest veelbelovende chemische family geselecteerd. Structuur-activiteit relaties zullen worden opgebouwd en chemische optimalisatie is voorzien om nieuwe verbindingen te bekomen met een verbeterde activiteit en optimaal fysicochemisch profiel. Doelwitidentificatie is voorzien. Alle nieuwe verbindingen zullen onderzocht worden in een celmodel voor CMT neuropathie geassocieerd met mutaties in HSPB1 en HSPB8. We verwachten dat autofagie inductie een sterk translatiepotentieel heeft. Uiteindelijk wordt 1 geoptimaliseerde verbinding geselecteerd voor een uitgebreide evaluatie in een muismodel." "Onderzoek naar de ziekte mechanismen veroorzaakt door HSPB1 en HSPB8 mutaties in iPSC afgeleide motorische neuronen van Charcot-Marie-Tooth patiënten." "Vincent Timmerman" "Perifere Neuropathieën" "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." "Rationeel ontworpen peptidesondes die radionucliden helpen richten op tumoren die Hsp90 tot expressie brengen" "Joost Schymkowitz" "Radiofarmaceutisch Onderzoek, Switch Laboratorium (VIB-KU Leuven)" "Radiofarmaca zijn een krachtige klasse geneesmiddelen die nood hebben aan nieuwe moleculaire sondes om het aantal potentiële doelwitten verder uit te breiden. Peptiden zijn perfect geschikt voor de rol van een moleculaire sonde vanwege hun hoge specificiteit en gunstige farmacodynamische eigenschappen. Hsp90a werd geïdentificeerd als een biomarker van kanker met ectopische cellulaire lokalisatie. Het richten van de focus op extracellulair Hsp90 biedt een veelbelovende strategie voor de diagnose en behandeling van kanker, maar tot op heden is er geen beschikbare radiotracer die goedgekeurd is voor menselijk gebruik buiten klinische proeven. Het doel van dit project is om een celondoorlaatbare peptideprobe tegen Hsp90a te ontwikkelen én zijn potentieel als radiofarmaceutische vector voor diagnostiek en therapie van kanker te onderzoeken via twee verschillende benaderingen. De eerste benadering is gebaseerd op de gerichte aggregatietechnologie Pept-InTM ontwikkeld door het SWITCH-labo, terwijl de tweede gebaseerd is op het computationele ontwerp gebruik makende van het krachtveld mutatie-software FoldX, gericht op de twee verschillende bindingsinterfaces van Hsp90. De binding van de Pet-In sondes zal in vitro worden onderzocht in twee verschillende borstkankercellijnen waarvan bekend is dat ze Hsp90a afscheiden, gevolgd door affiniteitsstudies met recombinant eiwit met behulp van het Monolith-instrument dat gebaseerd is op de Microschaal thermoforese-technologie. FoldX-gegenereerde peptiden zullen worden gescreend met behulp van een gepoolde bibliotheek met FRET-signaal als een uitlezing van eiwit-peptide-interacties. Peptiden met een hoge bindingsspecificiteit en affiniteit voor Hsp90 zullen radioactief worden gelabeld en hun farmacokinetiek zal in vivo worden onderzocht met behulp van tumormodellen van muizen." "Translationeel onderzoek naar de rol van Hsp90 in neurodegeneratieve proteinopahieën gebruik makende van positronemissie tomografie (PET)" "Guy Bormans" "Radiofarmaceutisch Onderzoek, Nucleaire Geneeskunde & Moleculaire Beeldvorming" "Heat Shock proteïne-90 (Hsp90) is een vaak voorkomend “chaperone”-proteïne verantwoordelijk voor het (her)vouwen van “cliënt”-proteïnen die daardoor gestabiliseerd worden. Hsp90 heeft ook in de hersenen een hoge expressie en recent onderzoek suggereert een rol voor Hsp90 bij neurodegeneratieve aandoeningen. Positronemissie tomografie (PET) is een beeldvormingstechniek die in vivo kwantificatie van de verdeling van radioactieve speurstoffen in het lichaam toelaat. Wij ontwikkelden recent PET speurstoffen met hoge affiniteit (HA) voor Hsp90. Onze speurstof [11C]YC laat toe om Hsp90 in de hersenen van proefdieren te visualizeren. Hierbij bleek het mogelijk om de binding van [11C]YC in de hersenen te verhinderen door voorbehandeling met een Hsp90 inhibitor wat erop wijst dat een beperkte fractie van Hsp90 in de hersenen aanwezig is in een hoge affiniteitsmodus.In dit project beogen we1. de bibliotheek van Hsp90 PET speurstoffen uit te breiden2. de moleculaire vorm van de HA-Hsp90 te identificeren en de subcellulaire locatie van de HA Hsp90 in de hersenen te achterhalen3. met kwantitatieve autoradiografie de bijdrage van de verschillende Hsp90 isoformen tot de globale HA Hsp90 binding in de hersenen te achterhalen4. een protocol voor kwantitatieve preklinische Hsp90 PET van de hersenen te ontwikkelen5. de regionale expressie van HA Hsp90 in de hersenen van patiënten met de ziekte van Alzheimer of Parkinson te vergelijken met die van gezonde leeftijdsgenoten" "Ontvouwing van de rol van Hsp90 in de hersenen: een multidisciplinaire translationele benadering" "Guy Bormans" "Radiofarmaceutisch Onderzoek" "Heat Shock Protein 90 (Hsp90) is een moleculaire chaperonne met een belangrijke regulerende functie bij proteostase onder fysiologische en stressomstandigheden. Hsp90 komt alomtegenwoordig en in hoge mate tot expressie in de hersenen en verschillende bewijslijnen hebben veranderde Hsp90-expressieniveaus in verband gebracht met meerdere neurodegeneratieve ziekten zoals de ziekte van Alzheimer en Parkinson. De exacte rol ervan in de hersenen en de relatie ervan tot neurodegeneratieve aandoeningen, evenals het potentieel om te dienen als een beeldvormende biomarker of een doelwit voor therapieontwikkeling in deze context, blijven echter grotendeels onontgonnen. In voorlopige experimenten bij muizen, ratten en resusapen hebben we met behulp van PET-beeldvorming de aanwezigheid van een pool van Hsp90-binding met hoge affiniteit (HASB) in de hersenen geïdentificeerd, vergelijkbaar met wat wij en anderen bij verschillende tumoren hebben waargenomen. Deze nieuwe en intrigerende observaties rechtvaardigen verder onderzoek om de exacte moleculaire vorm en de rol van dit HASB Hsp90 te identificeren, die mogelijk verband houdt met de verschillende isovormen (alfa, bèta), dimerisatie, post-translationele modificaties (fosforylering, acetylering,…), cochaperones ( p23, CDC37), cliënteiwitten enz. Ook moet de locatie van de expressie ervan (neuronen, glia, intra/extracellulair) worden gekarakteriseerd, evenals de modulatie van de expressie ervan bij verschillende neurodegeneratieve ziekten. In dit project zullen we ons begrip van de rol van Hsp90 bij neurodegeneratieve aandoeningen verdiepen. Dit zal de ontwikkeling van nieuwe Hsp90 PET-tracers begeleiden die zullen worden gevalideerd voor hun specifieke toepassing bij neurodegeneratieve aandoeningen in diermodellen van neurodegeneratie en uiteindelijk bij menselijke patiënten. Dit zeer translationele en innovatieve project vereist een multidisciplinaire aanpak die de expertise van de modernste eiwitchemie en moleculaire biologie, superresolutiemicroscopie en in vivo translationele PET-beeldvorming combineert." "Ontwikkeling van een TRNT radiopharmaceutical dat Hsp90 target" "Guy Bormans" "Radiofarmaceutisch Onderzoek" "Pancreaskanker en geavanceerd glioom zijn levensbedreigende ziektes, die op dit moment onbehandelbaar zijn en een hoge kans op terugval hebben. Er is een sterke nood aan nieuwe behandelingsmethoden. Hier kan targeted radionuclide therapy een oplossing bieden. Heat shock protein 90 (Hsp90) is een goed onderzocht target in verschillende kankers, omdat het in maligne cellen vaak verhoogde expressie en gestegen affiniteit voor inhibitoren vertoont. In voorgaand onderzoek zijn er reeds meerdere moleculen verdergezet naar klinische stadia, maar er zijn momenteel geen moleculen goedgekeurd voor klinisch gebruik. Dit omdat in hoge dosissen er vaak te veel bijwerkingen zijn. Omdat er binnen dit onderzoek slechts kleine hoeveelheden van het gelabelde radiomolecule worden toegevoegd, worden er geen farmacologische neveneffecten verwacht. Het molecule kan gelabeld worden met zowel een radio-isotoop voor diagnose, als een radio-isotoop met therapeutische effecten. Dit wordt dan ook wel een theranostische approach genoemd. Tijdens het onderzoek zullen er small molecules ontwikkeld worden met Hsp90 als doelwit. Deze worden gekoppeld met verschillende radio-isotopen zoals 68Ga, Al18F, 177Lu en 161Tb. Deze compounds zullen dan uitvoerig worden onderzocht in verschillende in vitro en in vivo experimenten. Ook beeldvorming gebruikmakende van SPECT/PET scanners zal een belangrijk onderdeel zijn van dit onderzoek. Het doel van dit onderzoek is om een TRNT radiopharmaceutical te ontwikkelen dat Hsp90 target in pancreaskanker en geavanceerd glioom. Het project zal een samenwerking zijn tussen het Laboratiorium voor Radiofarmaceutisch Onderzoek aan de KU Leuven en SCK CEN. De academische promotor is prof. Guy Bormans." "Hsp70 in gastheer-microbiele interacties" "Dit project zal nieuwe gnotobiotische model systemen gebruiken voor een diepgaande studie van de mechanismen van de interactie tussen gastheer en micro-organismen. Deze modellen zullen gebruikt worden om het aangeboren immune systeem te bestuderen en meer in het bijzonder de mogelijkheid om het immune systeem van aquatische larven te primen" "Structurele studies van humaan klein heat-shock eiwit HSPB1, zijn ziektegerelateerde mutanten en complexen met cliëntproteïnen." "Sergei Strelkov" Biokristallografie "Hier stellen we een uitgebreid structureel onderzoek voor van deze klein heat-shock eiwit, gericht op twee specifieke doelen. Ten eerste willen we het effect van de aangeboren mutaties op de HSPB1-structuur en -functie begrijpen. Ten tweede willen we de interactie van dit sHSP met twee bewezen klanteiwitten, histone deacetylase 6 (HDAC6) en procaspase-3, toelichten."