Titel Affiliaties "Korte inhoud" "Temporeel en ruimtelijk geresolveerde multi-element informatie op de micro- en nanoschaal: ontwikkeling van nieuwe analytische methodes en hun toepassing in ‘metallomics’ en nanotechnologie" "Vakgroep Chemie" "Tot op heden zijn de meeste ICP-massaspectrometers uitgerust met een massaspectrometer van het ""scanning-type"" (quadrupoolfilter, sector-veld MS). Voor korte transiënte signalen kan dit echter de mogelijkheden van elementanalyse beperken tot een mono-nuclide aanpak. Onlangs is een nieuw type ICP-time-of-flight-MS (ICP-TOFMS) ontwikkeld, waarmee een quasi-simultane monitoring van het volledige massaspectrum (21 000 massaspectra /s) en een snelle uitlezing van de signalen mogelijk is. Zowel hoge massaresolutie als een botsings-/ reactiecel zijn beschikbaar voor het vermijden van spectrale overlap. Dit type instrument is bij uitstek geschikt voor nieuwe toepassingen in de gebieden ‘metallomics’ en ‘nanotechnologie’. Het belangrijkste doel van dit project is het ontwikkelen van nieuwe analysemethoden die toelaten snel temporeel en ruimtelijk geresolveerde multi-elementinformatie te bekomen op micro- en nano-schaal. Hierbij zal ingezet worden op de analyse van microsamples van biologische vloeistoffen, elementaire karakterisatie van nanodeeltjes en individuele cellen en hoge resolutie 2D en 3D bio-imaging via gebruik van laser ablatie voor monster introductie. Deze benadering verschaft informatie die niet kan verkregen worden met behulp van andere technieken. In dit project zal nagegaan worden in welke mate deze nieuwe strategieën een antwoord kunnen bieden op tot dusver onbeantwoorde vragen over de rol van metalen in biologische systemen en de kenmerken van nanomaterialen." "Referentiegebaseerde metabolomics analyse om de moleculaire samenstelling van Zuid-Afrikaans voedsel te bestuderen." "Wout Bittremieux" "University of Johannesburg, University of Venda, University of the Western Cape, ADReM Data Lab (ADReM)" "Het begrijpen van de moleculaire samenstelling van voedsel is essentieel voor het bestuderen van de impact ervan op de menselijke gezondheid. We hebben recent de referentiegebaseerde metabolomics strategie ontwikkeld die gebruikt kan worden om dieet te achterhalen op basis van niet-gerichte metabolomics data. Een probleem hierbij is echter dat er onvoldoende diverse en geografisch representatieve data beschikbaar zijn. Om dit op te lossen zullen we onze moleculaire voedselreferentiedatabase uitbreiden met lokaal geteelde producten uit Zuid-Afrika, een regio met rijke culturele en culinaire tradities, de moleculaire samenstelling hiervan bestuderen met behulp van massaspectrometrie, en deze data integreren in de Global FoodOmics referentiedatabase. Verder zullen we gebruiksvriendelijke bio-informatica toepassingen ontwikkelen om de data-analyse te vereenvoudigen en de moleculaire samenstelling van Zuid-Afrikaans voedsel te bestuderen. Deze samenwerking tussen Zuid-Afrikaanse universiteiten en de Universiteit Antwerpen combineert expertise in analytische chemie, bio-informatica, voeding, en landbouwwetenschappen om geavanceerde metabolomics toepassingen te ontwikkelen, nieuwe wetenschappelijke kennis te vergaren over voedselconsumptie in Zuid-Afrika, en inzichten te bieden voor het verbeteren van voeding en de gezondheid van de Zuid-Afrikaanse bevolking." "De stress-obesitas as: een metabolomics benadering voor gepersonaliseerde voeding in adolescenten" "Lynn Vanhaecke" "Vakgroep Translationele Fysiologie, Infectiologie en Volksgezondheid, Vakgroep Veterinaire Volksgezondheid en Voedselveiligheid" "Een verontrustende vaststelling binnen de heersende obesitasepidemie betreft de sterk toenemende prevalentie van deze ziekte en zijn co-morbiditeiten bij kinderen. Binnen deze populatie heeft momenteel 18% een ongezond lichaamsgewicht, wat gepaard gaat met negatieve effecten op de psychosociale en metabolische ontwikkeling op jonge leeftijd terwijl anderzijds ook de gezondheid en functionaliteit als volwassene beïnvloed zal worden. Aangezien de behandeling van obesitas bij kinderen daarenboven weinig doeltreffend is, voorziet dit project om via gepersonaliseerde voedingsadviezen een effectieve aanpak van obesitas mogelijk te maken. Hiertoe zal een innovatieve strategie van metabolomics en lipidomics aangewend worden om de individuele fecale vingerafdruk van adolescenten te karakteriseren en nieuwe metabole inzichten in de relatie voeding-obesitas te verwerven. Daarbij zal voor het eerst ook de integratie van de samenstelling van de darmmicrobiota en het emotioneel welzijn gemaakt worden, waarin de zogenaamde hersendarm as en betrokken neuroactieve metabolieten centrale concepten vormen. De opheldering van nieuwe biomerkerpatronen en mechanistische pathways zal toelaten om obese adolescenten te stratificeren en gepersonaliseerde macro-nutritionele voedingsadviezen te geven. Om de effectiviteit van de metabolomics-gebaseerde voedingsinterventie te staven, zal de uitgewerkte strategie gevalideerd worden in een populatie van metabolisch gekarakteriseerde obese adolescenten." "Fermentomics: ontwikkeling van geïntegreerde rechtstreekse metabolomics analyses in de productie van biochemicaliën: een case study van innovatieve biosurfactant molecules" "Wim Soetaert" "Vakgroep Translationele Fysiologie, Infectiologie en Volksgezondheid, Vakgroep Veterinaire Volksgezondheid en Voedselveiligheid, Vakgroep Biotechnologie" "Surfactanten zijn oppervlakte-actieve stoffen en alomtegenwoordig in ons dagelijks leven. Biosurfactanten zijn volledig biogebaseerd en een nieuw innovatief type microbieel biosurfactant, bola sophorosides, werd recentelijk ontwikkeld op Inbio.be. Door middel van bioproces ontwikkeling (continue, fed-batch) zal de te lage productiviteit en daarbij horende productiekost van deze biosurfactanten verbeterd worden. Doorgaans, wordt deze ontwikkeling gecombineerd met doelgerichte off-line substraat en product analyses. Deze analyses bieden echter geen informatie over onbekende, onderliggende biochemische ‘merker’ pathways/metabolieten die de productie van biosurfactanten beïnvloeden, en omwille van de off-line, analyses wordt vaak te laat ingegrepen in het proces. Daarom, zal parallel met de fermentatie een metabolomics strategie ontwikkeld worden. Hierbij, zal de metabole fingerprint van de fermentatie opgevolgd worden, gebruikmakende van state-of-the-art rapid evaporative mass spectrometry en gecorreleerd worden aan de bioproces efficiëntie. Bovendien, zal een at-line integratie van dit metabolomics platform met de fermentatie ontwikkeld worden, dewelke informatie biedt over het ingewikkelde samenspel tussen de microbiële kinetiek en de dynamische condities in een bioreactor, hetgeen de ontwikkeling van biogebaseerde processen zal versnellen. Verder, kan deze at-line metabolomics strategie een krachtig hulpmiddel zijn in de opvolging van andere industriële fermentaties." "Comprehensief onderzoek van mycotoxine-blootstellingsbiomerkers via metabolomics om de humane mycotoxine-toxicokinetiek op te helderen" "Arnau Vidal Corominas" "Vakgroep Bioanalyse" "Biomarker-analyse is voorgesteld om de menselijke blootstelling aan xenobiotica te beoordelen met behulp van concentraties van de oorspronkelijke verbindingen en / of metabolieten in biologische matrices. De kloof in informatie over menselijke mycotoxine-absorptie- en excretieprofielen genereert echter veel discrepanties om concentraties van mycotoxine (biomarkers) te vinden in biologische vloeistoffen met de mycotoxine-inname via de voeding Toxicokinetische studies laten toe om het proces van opname van mycotoxinen in de voeding door het lichaam, hun biotransformatie, de verdeling en de eliminatie van de mycotoxinen en metabolieten op te helderen. Desalniettemin zijn interindividuele metabolismeverschillen waargenomen Menselijke toxicokinetiek modellen die rekening houden met interindividuele verschillen zijn nog niet ontwikkeld voor mycotoxine. Daarom zal interventieonderzoek met deoxynivalenol, nivalenol, patuline en citrinine worden uitgevoerd om toxicokinetische modellen te verkrijgen. De verkregen modellen zullen toelaten om te bepalen: a) de gewenste (set van) urinar y / bloed biomarker (s) van blootstelling; b) de geprefereerde periode voor urine / bloedafname, c) een methode om de voedingsblootstelling aan deze mycotoxinen te schatten en te koppelen en d) adequate biomonitoringprogramma's opzetten, rekening houdend met verschillen tussen individuen (geslacht en etniciteit) Bovendien, in vivo monsters worden door HRMS geanalyseerd om nieuwe predomimante metabolieten op te helderen en te identificeren" "Speeksel metabolomics als een nieuw instrument in het ontrafelen van de stress-obesitas paden bij jongeren: een klinisch en volksgezondheids-perspectief" "Stefaan De Henauw" "Vakgroep Volksgezondheid en Eerstelijnszorg, Vakgroep Veterinaire Volksgezondheid en Voedselveiligheid" "Vroege preventie en diagnose van obesitas zijn essentieel in de huidige obesitas epidemie, want deze kampt met een zeer laag behandelingssucces. Vooral bij jongeren is dit problematisch gezien hun metabole en psychische ontwikkeling nog volop bezig is. Psychische factoren zoals stress spelen een rol in gewichtstoename, maar door de complexiteit zijn de paden nog onvoldoende bekend. Dit project wil onderliggende mechanismen in de stress-obesitas relatie ophelderen en potentiele merkers identificeren. Hiervoor worden twee bestaande observationele studies in adolescenten gebruikt (OPERA n=140, 6-16y en Fin-HIT n=11000, 9-12y). Speeksel heeft het voordeel dat de collectie niet invasief is maar toch de metabole compositie van bloed weerspiegelt. Associaties tussen het metaboloom van verschillende matrixen (speeksel, bloed, stoelgang) zal onderzocht worden via hoge resolutie massa spectrometrie. Het bestuderen van metabole verschillen tussen groepen (laag/hoog stress niveau en gezond/overgewicht; alsook tijdevoluties) zal verklaren waarom niet alle jongeren met hoge stress obees worden en waarom niet alle jongeren met overgewicht gestresseerd zijn. Ten slotte zullen potentiele speekselmetabolietmerkers vergeleken worden met reeds bestaande klinische biomerkers binnen stressfysiologie, eetlust, energiebalans, ontsteking en microbiële metabolieten. Dit zal de meerwaarde van speeksel als alternatieve klinische matrix bewijzen en verdere stress-obesitas mechanismen ontrafelen." "De identificatie van nieuwe biomarkers voor de diagnose van alcohol gerelateerde leveraandoeningen met behulp van metabolomics." "Adrian Covaci" "University of Birmingham, Universitair Ziekenhuis Antwerpen (UZA), Universidad CEU San Pablo, Toxicologie" "Alcoholmisbruik is één van de belangrijkste oorzaken van leveraandoeningen wereldwijd en de voornaamste oorzaak van acuut-op-chronisch leverfalen. Ondanks de hoge prevalentie van alcohol gerelateerde leveraandoeningen (AGLA) is er een gebrek aan gevoelige en specifieke vroege biomarkers. Dit leidt vaak tot laattijdige diagnose van AGLA in onomkeerbare stadia. Het doel van dit onderzoeksproject is de identificatie van (een set van) kleine moleculen als biomarkers voor de vroege diagnose van AGLA via een geavanceerde metabolomics-workflow. Identificatie van mechanistische biomarkers zal worden uitgevoerd in een in vitro setting, waarbij HepaRG®-levercellen worden blootgesteld aan ethanol. Een uniek en ultra-performant analytisch systeem (tweedimensionale vloeistofchromatografie-ionenmobiliteitsspectrometrie-quadrupool time-of-flight massaspectrometrie) zal worden gebruikt om biomarkers te identificeren. Een in vivo proof-of-concept onderzoek, gebruik makende van plasma- en leverweefselmonsters van patiënten met alcoholische leververvetting en steatohepatitis, zal worden uitgevoerd om de toepasbaarheid van de in vitro geïdentificeerde biomarkers na te gaan voor de in vivo situatie. Verworven gegevens zullen helpen om de huidige kennis over de werkingsmechanismen van AGLA te verbeteren, om adverse outcome pathways te voeden en kunnen worden gebruikt als leidraad voor een klinische cohortstudie om verschillende stadia van AGLA te diagnosticeren." "Op rectale bemonstering en op omgevingsionisatie gebaseerde metabolomics voor point-of-care precisiegeneeskunde bij kinderen." "Lynn Vanhaecke" "Vakgroep Translationele Fysiologie, Infectiologie en Volksgezondheid, Vakgroep Veterinaire Volksgezondheid en Voedselveiligheid" "Hoewel de recente opkomst van afgebroken massaspectrometrie met hoge resolutie de nieuwe analytische realiteit van holistische metabolietvingerafdrukken heeft versterkt, zijn er momenteel geen instrumenten beschikbaar voor point-of-care minimaal invasieve bemonstering van het darmmetaboloom. Het darmmetaboloom herbergt een rijke gegevensbron die het mogelijk maakt om complexe interacties tussen het dieet, de darmmicroben en de gastheer te bestuderen. Talloze chronische aandoeningen, waaronder voedselallergieën, obesitas, diabetes, inflammatoire darmaandoeningen enz., Zijn nauw verbonden met onevenwichtigheden in het darmmicrobioom. Terwijl metabolieten, als eindproducten van onze eigen en microbiële inwoner gen-transcript-proteïne cascade, de meest onthullende beoordeling van onze biochemische staat, er zijn momenteel geen methoden beschikbaar voor in situ metabolische profilering van de darm. In RECSAMPROCHILD stel ik de ontwikkeling voor van een rectaal wattenstaafje met elektrogesponnen nanovezelpolymeer tipoppervlak, aangepast voor maximale extractie van het darmmetaboloom in termen van chemische diversiteit en polariteit (incl. Lipidoom) en directe, door de oppervlakte ondersteunde laserdesorptie-ionisatie. Ik ben van plan deze RECSAMP te combineren met op HRMS gebaseerde ongerichte ontdekking van biomarkers voor een eenduidige identificatie van een aantal aandoeningen bij kinderen, waaronder koemelkallergie en obesitas / prediabetes." "Metabolisme tijdens normothermische geïsoleerde nier-perfusie gebruik makend van tracer metabolomics" "Ina Jochmans" "Abdominale Transplantatie, Metabolomics Expertisecentrum (VIB-KU Leuven)" " De nier is een complexe puzzel van verschillende celtypes die veel levensnoodzakelijke biochemische functies uitvoeren. Acute nierschade, veroorzaakt door zuurstofgebrek, is een belangrijk probleem in de geneeskunde en is momenteel niet betrouwbaar te diagnosticeren.TRACK onderzoekt of er unieke metabole patronen van ziekte en gezondheid bestaan die toelaten om de ernst en omkeerbaarheid van acute nierschade te voorspellen.Inderdaad, wij stellen dat gezonde versus beschadige nieren voedingsstoffen op een andere manier verwerken (metabole verschillen).Het begrijpen en ontcijferen van het metabolisme van een volledig orgaan is niet eenvoudig. Het vraagt nieuwe technologieën die verder gaan dan de huidige methoden om metabolisme en metabole veranderingen op te sporen. Daarom traceren we niet-radioactief gelabelde voedingsstoffen doorheen het metabool netwerk van de nier (tracer metabolomics). Op die manier ontstaat er voor het eerst een Google Map van de metabole paden in een nier.We onderzoeken deze hypothesen binnen het domein van niertransplantatie, de meest extreme vorm van blootstelling aan zuurstoftekort die een nier kan ondergaan. TRACK gebruikt normotherme geïsoleerde nierperfusie als platform voor het onderzoek, gezien dit de eerste fasen van een transplantatie nabootst. " "Snelle verdampings-ionisatie Massaspectrometrie voor metabolomics in gezondheid en ziekte" "Lynn Vanhaecke" "Vakgroep Translationele Fysiologie, Infectiologie en Volksgezondheid, Vakgroep Veterinaire Volksgezondheid en Voedselveiligheid" "Een vingerafdruk van het ‘metaboloom’, dat alle metabolieten van diverse metabole processen in cellen, weefsels en organen van een individu omvat, biedt een uiterst gedetailleerde weerspiegeling van alle biologische processen in - en de (patho)fysiologische status van - dat individu. Het metaboloom kan bestudeerd worden met behulp van ‘metabolomics’, een onderzoeksmethodiek die de laatste jaren vooral bewerkstelligd wordt met behulp van massaspectrometrie (MS). De toepassing van MS in een meer praktisch en/of klinisch georiënteerde setting is echter niet zo voor de hand liggend, maar de ontwikkeling van ‘Rapid Evaporative Ionisation’ MS (REIMS) kan hierbij soelaas bieden. Met behulp van REIMS kan de tijd, alsook de werklast, die doorgaans inherent is aan de staalverwerking en -voorbereiding van MS-applicaties, aanzienlijk gereduceerd worden, wat de onderzoeksefficiëntie en -output sterk ten goede komt. In deze context willen Prof. Lynn Vanhaecke en de 19 copromotoren van dit project de vereiste infrastructuur voor de ontwikkeling van een REIMS-platform aankopen en benutten voor de snelle diagnose, prognose en voorspelling van een brede waaier aan in vitro en in vivo (patho) fysiologische veranderingen in diverse matrices. Zodoende zal het in België exclusief aan Universiteit Gent gevestigde REIMS-platform niet alleen de consortiumleden, maar ook externe partners en bij uitbreiding de ganse wetenschappelijke gemeenschap sterk ten goede komen."