Titel Promotor Affiliaties "Korte inhoud" "BOF Groot project: The multiple faces of microglia in brain diseases. Phenotyping microglia in the acute-chronic switch of autoimmune, traumatic and excitability disorders" "Jean-Michel RIGO" "Morfologie, Immunologie - Biochemie, Fysiologie" "Microgliale cellen, de macrofagen van het centrale zenuwstelsel, oefenen zowel gunstige als ongunstige invloeden uit op het ziekteproces van hersenaandoeningen. In dit project beogen we de goede en slechte fenotypes van microglia beter te bestuderen tijdens de overgang van het acute naar het chronische ziektepatroon in diermodellen voor multiple sclerose, traumatische hersenletsels en temporale kwabepilepsie. In dit kader willen we: i) algemene en ziektespecifieke merkers voor verschillende microgliale fenotypes bepalen om verschillende stadia van de bovenvermelde ziektebeelden te kunnen definiëren, ii) de rol van de microgliale fenotypes in de pathosfysiologie van deze aandoeningen bekijken. Dit project zal dus nieuwe inzichten geven in de rol van microgliale cellen in de verschillende hersenaandoeningen en zal bijdragen tot het ontwikkelen van efficiëntere therapieën voor deze ziekten." "De effecten van gamma-secretaseremming op biologische functies van microglia" "Bart De Strooper" "Laboratorium voor Onderzoek naar Neurodegeneratieve Ziektes (VIB-KU Leuven)" "γ-Secretasen bemiddelen in de gereguleerde intramembraanproteolyse (RIP) van meer dan 150 integrale membraaneiwitten. In sommige gevallen kan aan deze splitsing een duidelijke functie worden toegewezen: het is bijvoorbeeld de snelheidsbeperkende stap in Notch-signalering. Voor de meeste eiwitten is het echter onduidelijk wat deze splitsing precies betekent. De ‘proteasoom van het membraan’-hypothese van Kopan et al. in 2004, wat vooral een klaringsfunctie suggereert, is in het veld impliciet aanvaard. Tot nu toe is echter voor ten minste 61 substraten gerapporteerd dat deze splitsing tot signaalgebeurtenissen leidt. Een alternatieve interpretatie is daarom dat γ-secretase een controlepunt is voor een hele reeks signaalroutes en dat de functie van γ-secretase niet substraat per substraat moet worden onderzocht, maar als het geïntegreerde resultaat van de meerdere signaalroutes. Dit impliceert ook dat om de functie van γ-secretase te begrijpen, rekening moet worden gehouden met het celtype (bijvoorbeeld microglia) en de toestand waaraan de cel wordt blootgesteld (dat wil zeggen de som van alle liganden en andere stimuli in het milieu van de cel in vitro of in vivo).In deze studie hebben we een onbevooroordeelde γ-Secretase Substrate Identification (G-SECSI)-methode ontwikkeld om te onderzoeken in hoeverre de meerdere substraten parallel worden verwerkt. We differentieerden menselijke H9-embryonale stamcellen tot microglia-achtige cellen (H9MG) en demonstreerden hier parallelle verwerking van ten minste 85 membraaneiwitten in deze steady-state microgliale celculturen. Deze substraten zijn belangrijke signaalreceptoren, waaronder tyrosinereceptorkinasen, interleukinereceptoren, tumornecrosefactorreceptoren, ITAM- of ITIM-receptoren, enz., en zijn betrokken bij verschillende biologische microglia-processen, waaronder proliferatie, fagocytose, productie van cytokinen, axongeleiding, migratie, enz. γ-Secretase-activiteit verschijnt dus in het centrum van een verscheidenheid aan cruciale signaalroutes in microglia.Om de vraag te beantwoorden of γ-secretasedeficiëntie het microglia-transcriptoom beïnvloedt, analyseerden we de eencellige transcriptomen van H9MG voor en na behandeling met γ-secretaseremmer (Semagacestat). Farmacologische remming van γ-secretase veroorzaakte substantiële veranderingen in microglia-transcriptomen, waaronder de neerwaartse expressie van genen die verband houden met de ziekte-geassocieerde microglia (DAM)-respons beschreven bij de ziekte van Alzheimer (AD), terwijl beperkte effecten op de algemene transcriptomische celtoestanden werden waargenomen. . Vergelijkbaar met de waarnemingen in vitro bleven de algehele effecten van γ-secretase-blokkering op transcriptomische celtoestanden beperkt in controleomstandigheden in vivo, terwijl de sterke opregulatie van genen gerelateerd aan de DAM-respons werd waargenomen. Onze resultaten suggereren dus dat normale γ-secretase-activiteit het activeren van genexpressie in vitro en homeostatische genexpressie in vivo bevordert – de natuurlijke toestanden van microglia onder deze twee omstandigheden. Vervolgens vroegen we of een tekort aan γ-secretasen invloed heeft op microglia in een amyloïdecontext. Verrassend genoeg ontdekten we dat γ-secretase-deficiënte microglia er niet in slaagden de vermoedelijk beschermende DAM-celstatus op te bouwen en afgestompt waren in hun reactie op amyloïde plaques in AppNL-G-F-GSiΔMG-muizen. Daarom zijn γ-secretasen in hoge mate betrokken bij de regulering van celsignalering bij microgliale reacties onder de diverse omstandigheden.Alles bij elkaar hebben we de rol van γ-secretase in microglia systematisch onderzocht door het microglia-specifieke γ-secretase-substraatproteoom te identificeren en de effecten van γ-secretasedeficiëntie op microglia-transcriptomen onder verschillende omstandigheden te evalueren. We concluderen dat γ-secretase dient als een kritische signaalhub die het effect van meerdere extracellulaire stimuli integreert in het algehele transcriptoom van de cel." "Afwezigheid van TRPV4 in microglia verbetert het herstel na ruggenmergschade door het voorkomen van overmatige microgliose." "Bert BRONE" "Immunologie & Infectie, Neurowetenschappen" "Ruggenmergschade is een ernstige aandoening waarbij een cascade van ontstekings- en pathologische processen zorgt voor ernstige weefselschade en permanent functieverlies. Acuut na het letsel zijn microglia essentieel als fagocyten om de laesie vrij te maken en het gliale litteken te beschermen. Hun pro-inflammatoire karakter kan echter het herstel belemmeren. Er is geweten dat deficiëntie van het mechanosensitieve Ca2+ kanaal transient receptor potential vanilloid 4 (TRPV4) zorgt voor verminderde microgliose en inflammatie in de laesie, en een beter functioneel herstel. TRPV4 is betrokken bij verschillende cellulaire processen zoals proliferatie en fagocytose. Mechanische stress en arachidonzuur metabolieten zijn directe stimuli voor TRPV4 aanwezig in de leasie. Wij stellen dat herstel na ruggenmergschade verbetert door het voorkomen van TRPV4-geïnduceerde overmatige proliferatie, pro-inflammatoire cytokineproductie en fagocytose door microglia. Dit zal onderzocht worden in microglia-specifieke TRPV4-deficiënte beenmerg chimaera, gebruik makend van een contusie muismodel voor ruggenmergschade. Daarnaast zullen we primair geïsoleerde microglia gebruiken om de rol van TRPV4 signalisatie in microgliale proliferatie, cytokine en stikstofoxide productie, cytoskelet dynamiek en fagocytose te bestuderen. Wij zullen de rol van microgliaal TRPV4 bij ruggenmergschade, en de waarde van TRPV4 als een therapeutisch target uitklaren." "De impact van lysosomaal Fosfolipase D3 op de regulatie en werking van geactiveerde respons microglia" "Wim Annaert" "Laboratorium voor Membraantransport (VIB-KU Leuven)" "De hoge regiospecialisatie en complexiteit van de hersenen biedt microglia een veelvoud aan signalen, die elk leiden tot een andere activatietoestand en bijbehorende microgliale functies. Eén van deze activeringstoestanden omvat het geactiveerde respons microglia (ARM) fenotype dat wordt verkregen wanneer microglia amyloïde plaques in de hersenen van Alzheimer patiënten omringen. Het fenotype wordt gekenmerkt door een verhoogd lipidenmetabolisme, fagocytosesnelheid, lysosomaal proteasegehalte en de secretie van neuroprotectieve componenten. Het voorgaande insinueert dat microglia een ARM-fenotype aannemen in een poging de homeostase in Alzheimer aangetaste hersenen te herstellen. Eén van de eiwitten die systematisch wordt opgereguleerd tijdens ARM-polarisatie, is de Alzheimer-risicofactor: fosfolipase D3 (PLD3). PLD3 is een lysosomaal 5'-3'-exonuclease dat ontstekingsreacties reguleert door ssDNA af te breken; m.n. het substraat van toll-like receptor 9. Het Annaert lab ontdekte recent alvast grote defecten in het neuronale autofagisch-lysosomale systeem veroorzaakt door PLD3-dysfuncties. Hieruit volgt dat PLD3 één van de endolysosomale systeemcomponenten zou kunnen zijn die de endolysosomen in microglia connecteert met zowel de microgliale capaciteit om gelijke tred te houden met cellulaire degradatie als met inflammatie. Aangezien de humane microgliale populatie een heterogeniteit vertoont die bij andere soorten ontbreekt, heeft het laboratorium een reeks modellen ontwikkeld, waaronder iPSC van patiënten met een Alzheimer-gekoppelde V232M-PLD3-achtergrond, evenals knockouts en isogene controles. Ik zal ook gebruik maken van de humane microgliale kloon 3 (HMC3) microglia-cellijn waarin PLD3 geïnactiveerd werd en deze gebruiken als aanzet voor een CRISPR/Cas9-genoombewerking om isogene controles te genereren, evenals PLD3-mutante ‘rescue’ lijnen. Samen met primaire microglia van de PLD3KO en PLD3KOxAPPKI muizen, zullen deze microgliale PLD3-modellen worden gebruikt om te onderzoeken (i) hoe PLD3 betrokken is bij ARM-polarisatie van microglia, (ii) wat de impact is van PLD3 op microgliale, endo-lysosomale systeem-geassocieerde functies, en (iii) of PLD3 dysfunctie een impact heeft op de degradatie van amyloid in microglia. De kennis die ik zal verzamelen, zal een basis vormen voor het functioneel koppelen van een dysfunctioneel exonuclease/PLD3-activiteit aan de microgliale ARM-activatie en de impact hiervan op de ziekte van Alzheimer." "Opheldering van het metabool profiel van microglia en macrofagen met klemtoon op peroxisomale β-oxidatie" "Myriam Baes" "Cellulair Metabolisme, Laboratorium voor Angiogenese en Vasculair Metabolisme (VIB-KU Leuven)" "Situering van het onderzoekInflammatie is een belangrijke component in alle neurodegeneratieve ziekten zoals de ziekte van Alzheimer, Parkinson, amyotrofe lateraal sclerose (ALS), multiple sclerose maar ook in zeldzame metabole ziekten (1). Microglia, de macrofagen van het centraal zenuwstelsel, zijn cruciaal in de neuro-inflammatoire respons na acute of chronische insulten van de hersenen (2). Dit gaat gepaard met de overgang van een suveillerend fenotype naar een waaier van geactiveerde vormen. Het is algemeen aanvaard dat deze reactie initieel protectief is maar vervolgens neurotoxisch wordt. Recent werden de moleculaire eigenschappen van microglia in diverse activatiestaten onderzocht door transcriptoom en proteoom analyses (3-6). Van de metabole karakteristieken van de microglia in verschillende toestanden is echter nog weinig geweten. Op basis van gepubliceerde bevindingen in andere immuuncellen, kan nochtans verwacht worden dat metabolisme een belangrijke impact kan hebben op de functie van microglia (7). Het werd inderdaad aangetoond dat pro-inflammatoire macrofagen (ook M1 genoemd) verhoogde activiteit van de glycolyse en van de oxidatieve tak van de pentose fosfaat weg vertonen, terwijl anti-inflammatoire (M2) macrofagen vooral gebruik maken van mitochondriale oxidatie van vetzuren. Het is daarbij belangrijk dat onderdrukking van het oxidatief metabolisme, de polarisatie naar een M2 staat blokeert. Hoewel microglia gelijkaardig zijn aan macrofagen, is hun genexpressie profiel sterk verschillend3 en het blijft dus een open vraag of de activiteit van metabole paden ook bepalend is voor het fenotype van microglia.  DoelstellingenHet doel van dit doctoraat is om de metabole karakteristieken van microglia in diverse activatietoestanden te onderzoeken. Bovendien zal onderzocht worden of inactivatie van metabole paden het fenotype van microglia kan beïnvloeden. Vermits we eerder aantoonden dat microglia sterk geactiveerd zijn in een muismodel waarin het peroxisomaal beta-oxidatie enzym MFP2 geïnactiveerd werd, zal bijzondere aandacht besteed worden aan het belang van peroxisomen in microglia en in macrofagen (8). Experimental approachesPrimaire microglia culturen zullen afgeleid worden van pasgeboren muzien en gepolariseerd worden naar een pro- en anti-inflammatoire staat door behandeling met respectievelijk IL-1beta/IFNgamma, of IL-4. Experimenten met radio-actieve substraten voor diverse metabole paden (glycolyse, vetzuuroxidatie, glutamie oxidatie) zullen uitgevoerd worden. Vervolgens zullen ook metabole flux analyses gebruik makend van 13C-gemerkte stoffen uitgevoerd worden. Daarnaast zal ook de expressie van relevante genen onderzocht worden. Om het belang van peroxisomen in cellen van het innate immuunsysteem te onderzoeken, zullen de consequenties van inactivatie van MFP2 in deze cellen gekarakteriseerd worden. 1          Saijo, K. & Glass, C. K. Microglial cell origin and phenotypes in health and disease. Nature Reviews Immunology 11, 775-787 (2011).2          Kettenmann, H., Hanisch, U. K., Noda, M. & Verkhratsky, A. Physiology of microglia. Physiol Rev. 91, 461-553 (2011).3          Gautier, E. L. et al. Gene-expression profiles and transcriptional regulatory pathways that underlie the identity and diversity of mouse tissue macrophages. Nature immunology 13, 1118-1128, doi:10.1038/ni.2419 (2012).4          Chiu, I. M. et al. A neurodegeneration-specific gene-expression signature of acutely isolated microglia from an amyotrophic lateral sclerosis mouse model. Cell reports 4, 385-401, doi:10.1016/j.celrep.2013.06.018 (2013).5          Hickman, S. E. et al. The microglial sensome revealed by direct RNA sequencing. Nat Neurosci 16, 1896-1905, doi:10.1038/nn.3554 (2013).6          Butovsky, O. et al. Identification of a unique TGF-beta-dependent molecular and functional signature in microglia. Nat Neurosci 17, 131-143, doi:10.1038/nn.3599 (2014).7          Pearce, E. L. & Pearce, E. J. Metabolic pathways in immune cell activation and quiescence. Immunity. 38, 633-643 (2013).8          Verheijden, S. et al. Peroxisomal multifunctional protein-2 deficiency causes neuroinflammation and degeneration of Purkinje cells independent of very long chain fatty acid accumulation. Neurobiology of disease 58, 258-269 (2013). " "Onderzoek naar de rol en regulatie van inflammasomen in microglia in de ziekte van Alzheimer" "Geert van Loo" "Vakgroep Inwendige ziekten en Pediatrie, Vakgroep Biomedische Moleculaire Biologie" "Microgliale cellen zijn de residente mononucleaire fagocyten van het centrale zenuwstelsel (CZS) en hebben een functionele rol bij zowel immuunafweer als centraal onderhoud. Deze cellen kunnen echter krijgen ook een schadelijk pro-inflammatoir fenotype dat de vorming van inflammasomes - cytosolische multi-eiwitcomplexen die verantwoordelijk zijn voor de productie van pro-inflammatoire cytokines - en de inductie van pyroptose, een lytische vorm van celdood die provoceert verdere ontsteking. Hoewel geactiveerde microglia en het inflammasoom zijn vaak geweest betrokken bij veel inflammatoire aandoeningen, is er maar heel weinig bekend over hun bijdrage aan neuroinflammatie en Alzheimer (AD) pathofysiologie. De voorgestelde studie wil deze lacune opvullen door te focussen op bepaalde componenten in dit pad. Concreet zullen we ons concentreren op de caspases -1 en -11 die worden geactiveerd bij het ontstekingsmechanismesamenstel, en op hun beurt splitsen en activeren klassieke pro-inflammatoire cytokines IL-1b en IL-18 om een U+200BU+200Bneuro-inflammatoire aandoening te ondersteunen. Wij zal ook de rol van A20 onderzoeken, een krachtige rem op het centrale pro-inflammatoire NF- B pathway, in het beheersen van microgliale activatie, inflammasoomassemblage en de stroomafwaartse pro-inflammatoire bijwerkingen. Door het gebruik van nieuwe en nauwkeurige muismodellen en een verscheidenheid aan in-vivo, in-vitro en ex-vivo technieken, dit project zal inzicht verschaffen in de moleculaire mechanismen van neuroinflammatie en het belang ervan voor de pathologie van AD." "Van genetica naar de cellulaire fase van de ziekte van Alzheimer: het ontrafelen van de rol van lipide routes in microglia reacties op amyloïde pathologie" "Bart De Strooper" "Laboratorium voor Onderzoek naar Neurodegeneratieve Ziektes (VIB-KU Leuven)" "Microglia zijn kritisch betrokken bij complexe neurologische aandoeningen met een sterke genetische component, zoals de ziekte van Alzheimer, de ziekte van Parkinson en frontotemporale dementie. Hoewel muizenmicroglia aspecten van de fysiologie van menselijke microglia kunnen recapituleren, vangen ze niet volledig de menselijke genetische aspecten van ziekte op, noch reproduceren ze alle menselijke celtoestanden. Primaire culturen van menselijke microglia of microglia afgeleid van menselijke pluripotente stamcellen (PSC) zijn echter moeilijk in vitro te handhaven in hersenrelevante celtoestanden. Om deze hindernissen aan te pakken, beschreven we MIGRATE (Microglia In vitro Generation Refined for Advanced Transplantation Experiments), een gecombineerd in vitro differentiatie- en in vivo xenotransplantatieprotocol om menselijke microglia te bestuderen in de context van het muizenbrein. We hebben aangetoond dat de getransplanteerde cellen transcriptioneel humane primaire microglia ex vivo recapituleren, in staat zijn om te reageren op uitdagingen en expressie vertonen van mensspecifieke risicogenen voor de ziekte van Alzheimer. In dit doctoraatsproefschrift wilden we MIGRATE gebruiken om de heterogene respons van menselijke microglia op amyloïde pathologie te beschrijven, om de microglia-progenitorpopulatie te karakteriseren die in staat is om de in vivo hersenomgeving te koloniseren, en om een platform op te zetten voor in vivo genetische verstoringsscreening in enkelvoudige microglia cellen. We verwachten dat MIGRATE gekoppeld aan genetische manipulaties en multi-omics-benaderingen een verscheidenheid aan vragen zou kunnen beantwoorden met betrekking tot normale fysiologie, ontwikkeling en pathologie van menselijke microglia in de in vivo omgeving van de hersenen." "De rol van microglia in de ziekte van Alzheimer" "Bart De Strooper" "Laboratorium voor Onderzoek naar Neurodegeneratieve Ziektes (VIB-KU Leuven)" "De opstapeling van aberrante proteïnen en de hierbij geassocieerde celdood, zijn belangrijke kenmerken voor neurodegeneratieve ziektes zoals de ziekte van Alzheimer. De ziekte van Alzheimer wordt gekarakteriseerd door de aanwezigheid van amyloïde plaques (Aβ), intracellulaire TAU kluwen, neuro inflammatie, en neuronale atrofie. Eén van de klassieke denkpistes voor de ziekte van Alzheimer is dat de Aβ de ziekte veroorzaakt en dat deze, via tot nu toe ongekende mechanismes, de hyperfosforylatie van TAU initieert, wat tot de vorming van TAU kluwen en de uiteindeljke neurodegeneratie leidt-3. Mits neuro inflammatie een groot deel uitmaakt van de ziekte van Alzheimer, is het logisch te denken dat microglia, de immuun cellen binnen het centrale zenuwstelsel, een belangrijke speler zijn in de progressie van de ziekte. Deze hypothese wordt gesterkt door de observaties binnen de ‘genome-wide association studies’ (GWAS)4-6 die aangeven dat veel van deze risico genen voor de ziekte van Alzheimer aanwezig zijn in microglia7-9. Maar het is tot nu toe nog niet duidelijk op welke manier microglia exact bijdraagt tot de pathologie10-13. In deze studie trachten we de rol van microglia in de ziekte van Alzheimer te achterhalen. Zoals reeds aangegeven wordt de ziekte van Alzheimer gekenmerkt door de aanwezigheid van Aβ, Tau kluwen en celdood. Tot nu toe is er nog geen diermodel dat al deze elementen tot uiting kan brengen en bijgevolg is er nog geen compleet Alzheimer model beschikbaar om de ziekte beter te kunnen bestuderen14-16. Interessant genoeg zien we wel dergelijke pathologie wanneer we humane neuronen transplanteren in amyloïde muismodellen16-17 . Deze chimere muizen kunnen bijgevolg een beter onderzoeksmodel zijn om de ziekte te bestuderen. In dit project trachten we te onderzoeken in welke mate neuro inflammatie, ten gevolge van microglia, bijdraagt tot de hyperfosforylatie van TAU en neuronale atrofie in chimere Alzheimer muismodellen. Humane neuronale precursor cellen zullen worden getransplanteerd in volgende Alzheimer muismodellen, AppNL-G-F/ Rag2-/- en Apphu/hu/ Rag2-/-in aan- en afwezigheid van microglia. 1. Hardy, J. A. & Higgins, G. A. Alzheimer’s disease: the amyloid cascade hypothesis. Science 256, 184–185 (1992). 2. Hardy, J. & Selkoe, D. J. The amyloid hypothesis of Alzheimer’s disease: Progress and problems on the road to therapeutics. Science 297, 353–356 (2002). 3. Koper, M. J. et al. Necrosome complex detected in granulovacuolar degeneration is associated with neuronal loss in Alzheimer’s disease. Acta Neuropathol. 139, 463–484 (2020). 4. Jansen, I. E. et al. Genome-wide meta-analysis identifies new loci and functional pathways influencing Alzheimer’s disease risk. Nat. Genet. 51, 404–413 (2019). 5. Bertram, L. et al. Genome-wide Association Analysis Reveals Putative Alzheimer’s Disease Susceptibility Loci in Addition to APOE. Am. J. Hum. Genet. 83, 623–632 (2008). 6. Guerreiro, R. et al. TREM2 variants in AD. N. Engl. J. Med. 368, 117–127 (2013). 7. Sala Frigerio, C. et al. The Major Risk Factors for Alzheimer’s Disease: Age, Sex, and Genes Modulate the Microglia Response to Aβ Plaques. Cell Rep. 27, 1293-1306.e6 (2019). 8. Sierksma, A., Escott-Price, V. & De Strooper, B. Translating genetic risk of Alzheimer’s disease into mechanistic insight and drug targets. Science (80-. ). 370, 61–66 (2020). 9. Sierksma, A. et al. Novel Alzheimer risk genes determine the microglia response to amyloid‐β but not to TAU pathology. EMBO Mol. Med. 12, 1–18 (2020). 10. Hansen, D. V, Hanson, J. E. & Sheng, M. Microglia in Alzheimer ’ s disease. J. Cell Biol. 217, 459–472 (2018). 11. Ulland, T. K. & Colonna, M. TREM2 - a key player in microglial biology and Alzheimer disease. Nat. Rev. Neurol. 14, 667–675 (2018). 12. Kepp, K. P. Ten Challenges of the Amyloid Hypothesis of Alzheimer’s Disease. J. Alzheimer’s Dis. 55, 447–457 (2017). 13. De Strooper, B. & Karran, E. The Cellular Phase of Alzheimer’s Disease. Cell 164, 603–615 (2016). 14. Kuo, Y. M. et al. Comparative Analysis of Amyloid-β Chemical Structure and Amyloid Plaque Morphology of Transgenic Mouse and Alzheimer’s Disease Brains. J. Biol. Chem. 276, 12991–12998 (2001). 15. Maeda, J. et al. Longitudinal, quantitative assessment of amyloid, neuroinflammation, and anti-amyloid treatment in a living mouse model of Alzheimer’s disease enabled by positron emission tomography. J. Neurosci. 27, 10957–10968 (2007). 16. Espuny-Camacho, I. et al. Hallmarks of Alzheimer’s Disease in Stem-Cell-Derived Human Neurons Transplanted into Mouse Brain. Neuron 93, 1066-1081.e8 (2017). 17. Linaro, D. et al. Xenotransplanted Human Cortical Neurons Reveal Species-Specific Development and Functional Integration into Mouse Visual Circuits. Neuron 104, 972-986.e6 (2019). 18. Elmore, M. R. P. et al. Colony-stimulating factor 1 receptor signaling is necessary for microglia viability, unmasking a microglia progenitor cell in the adult brain. Neuron 82, 380–397 (2014). 19. Caccamo, A. et al. Necroptosis activation in Alzheimer’s disease. Nat. Neurosci. 20, 1236–1246 (2017)." "Studie van de rol en contributie van neuronen en microglia in de ontwikkelingsproblematiek bij kinderen met KCNQ3 gain of functie encefalopathie" "Sarah Weckhuysen" "Experimentele Neurobiologie Groep (ENU), VIB CMN - Toegepaste en Translationele Neurogenomica" "Kv7.2 en Kv7.3 subeenheden, gecodeerd door KCNQ2 en KCNQ3, vormen homo- of hetero-tetramere spanningsgevoelige kaliumkanalen (Kv7-kanalen). Kv7-kanalen in neuronen produceren een goed gekarakteriseerde M-stroom die een kritische regulator is van neuronale exciteerbaarheid door repetitief vuren te dempen. Gain-of-function (GoF) varianten in KCNQ2 en KCNQ3 leiden tot ernstige neurologische ontwikkelingsstoornissen in een vroeg stadium (KCNQ2- en KCNQ3-GoF-Encefalopathie). Autisme spectrum stoornis (ASD) is echter een veel prominenter kenmerk bij KCNQ3-GoF-Encefalopathie. Dit suggereert dat Kv7.3 een unieke functie heeft tijdens de neurologische ontwikkeling. Databases met RNA-sequencing hebben aangetoond dat KCNQ3 het enige KCNQ-gen is dat in hoge mate tot expressie komt in microglia in de menselijke hersenen. Gezien het opkomende bewijs dat microglia disfunctie betrokken is bij de ontwikkeling van verstandelijke beperking en autisme, veronderstellen wij dat KCNQ3-GoF varianten de microglia functie beïnvloeden, wat bijdraagt tot het reeds disfunctionele neuronale netwerk. In dit project zal ik een menselijk tripartiet neuronaal-microglia model bouwen (excitatoire neuronen, inhibitoire neuronen en microglia) afgeleid van geïnduceerde pluripotente stamcellen die drager zijn van KCNQ-GoF varianten, alsook controle lijnen. Met dit model zal ik (i) de functie van Kv7.3 in microglia onderzoeken en (ii) de bijdrage van elk celtype aan KCNQ3-GoF-Encephalopthie ontrafelen. Bovendien zal dit model gebruikt worden als een screening platform om een proof-of-concept studie uit te voeren voor RNA-interferentie met behulp van antisense oligonucleotiden als een gerichte behandelingsstrategie voor KCNQ3-GoF-Encephalopathie. Bij succes kan deze aanpak worden uitgebreid tot andere soorten neurologische ontwikkelingsstoornissen en geneesmiddelenonderzoek." "Microglia als 'missing link' in de embryologische ontwikkeling van neuropsychiatrische aandoeningen." "Bert BRONE" Fysiologie "Het is bekend dat maternale infecties het risico op autisme en schizofrenie bij de nakomelingen verhogen, wat suggereert dat prenatale immuunactivatie schadelijk kan worden voor de ontwikkeling van de hersenen en dus betrokken wordt bij de etiologie van de aandoeningen. Microglia zijn de residente immuuncellen van het centrale zenuwstelsel (CNS) en hun activering tijdens de prenatale ontwikkeling resulteert mogelijk in de defecte inrichting van neuronale circuits. Het antwoord op deze vraag zal een impact hebben op de behandeling van zwangere vrouwen met een infectie en zal het centrale doel van ons werk vormen. We zullen de rol van microglia in de ontwikkeling van het embryonale CNS studeren onder drie voorwaarden: normale ontwikkeling (gezonde niet-geïnfecteerde moeders), onder omstandigheden van maternale inflammatie (prenatale activering van microglia, zoals een winst van functie-model), en in een muismodel waarin alle microglia worden weggenomen (verlies van functie). We willen de moleculen betrokken bij de kolonisatie van de embryonale CZS door microglia en in het patroon van microgliale migratie in de cortex moleculen bestuderen. We zullen onderzoeken waar en wanneer tijdens de ontwikkeling microglia communiceren met neuronale precursors, neuronen en bloedvaten in het embryonale cortex. Ons uiteindelijke doel is om de rol van microglia in de ontwikkeling van radiaal migrerende exciteerbare neuronen, tangentiaal migrerende interneuronen te begrijpen en in het opzetten van goed uitgebalanceerde inhiberende-exciteerbare neuronale circuits in gezondheid en ziekte."