Titel Promotor Affiliaties "Korte inhoud" "MOLECULAIRE DIAGNOSTIEK VOOR AUTISMESPECTRUMSTOORNIS: NEXT GENERATION SEQUENCING EN FACIALE FENOTYPERING IN DE MEDISCHE GENETICA" "Hilde Peeters" "Departement Menselijke Erfelijkheid, Beeld- en Spraakverwerking (PSI)" "Ondanks aanzienlijke vooruitgang in de genetica van autismespectrumstoornissen (ASS) in het afgelopen decennium, blijft moleculaire diagnostiek voor patiënten met ASS een grote uitdaging vanwege de complexe genetische architectuur van ASS. In de klinische genetica wordt meestal een etiologisch onderscheid gemaakt tussen ASS patiënten met Mendeliaanse oorzaken (d.w.z. gedreven door een zeer penetrante zeldzame variant) en patiënten met multifactoriële oorzaken (d.w.z. gedreven door vele genetische varianten en omgevingsfactoren). Hoewel Mendeliaanse oorzaken voor ASS zeldzaam zijn, zijn ze uiterst belangrijk om bij individuele patiënten te diagnosticeren, omdat alleen voor deze oorzaken een goede genetische counseling mogelijk is. De identificatie van zeer penetrante zeldzame varianten die bijdragen aan Mendeliaanse oorzaken en de herkenning van klinische kenmerken geassocieerd met Mendeliaanse oorzaken zijn daarom hoekstenen geworden van de moleculaire diagnostiek voor patiënten met ASS. Het werk in dit proefschrift is gericht op het verbeteren van de moleculaire diagnostiek voor patiënten met ASS door bij te dragen aan de kennis over genotype-fenotype correlaties in ASS, door het overbruggen van de kloof tussen nieuwe inzichten over de genetica van ASS en de moleculaire diagnostiek in de klinische praktijk en door het bestuderen van objectieve gezichtsfenotypering als een hulpmiddel om Mendeliaanse oorzaken van ASS beter te herkennen. Dankzij de dalende kosten van next generation sequencing (NGS) worden grootschalige sequencingprojecten en zeldzame variant associatie analyses steeds meer uitgevoerd om nieuwe risicogenen voor ASS en andere ontwikkelingsstoornissen (OSs) te vinden. Wij namen deel aan een grootschalig internationaal project waarbij gerichte sequenering van 270 kandidaatgenen voor OSs in meer dan tienduizend patiënten met OSs, waaronder 1894 ASS patiënten uit Leuven, werd uitgevoerd. Onze deelname droeg bij tot de zeldzame variant associatie analyses, die bewijs leverden voor de associatie van 148 genen met OSs. Bovendien droeg het bestuderen van de klinische betekenis van deze zeldzame varianten in individuele patiënten uit Leuven bij tot kennis over genotype-fenotype correlaties voor NCKAP1, SPEN en TCF12. We hebben daarnaast ook deelgenomen aan een grootschalig project waarbij whole exome sequencing of whole genome sequencing (WGS) werd uitgevoerd voor vijfentwintigduizend patiënten met ASS, inclusief familie-gebaseerde WGS voor 242 Leuvense ASS patiënten. Tegelijkertijd wordt NGS ook steeds meer gebruikt in de genetische diagnostiek voor patiënten met ASS. Om die reden werd in-house familie-gebaseerde WGS uitgevoerd bij 63 ASS patiënten uit Leuven. Analyses van de WGS data brachten verschillende klinisch significante varianten in gekende risicogenen voor OSs aan het licht die voorheen gemist werden door chromosomale microarrays of genpanels. Bovendien brachten de WGS analyses klinisch significante varianten aan het licht buiten de gekende risicogenen voor OSs, waarvan er één toeliet om een nieuwe OS te beschreven. Deze nieuwe genetische aandoening wordt veroorzaakt door de novo missense varianten in KLHL20 en wordt voornamelijk gekenmerkt door milde tot ernstige verstandelijke beperking, koortsstuipen of epilepsie, ASS en hyperactiviteit. De genetische bevindingen verschaften ook inzicht in de zeldzame varianten en de klinische kenmerken die geassocieerd zijn met Mendeliaanse oorzaken van ASS. De resultaten in dit proefschrift toonden aan dat deze varianten voornamelijk de novo ontstaan en typisch worden gevonden bij ASS patiënten met verstandelijke beperking en een sporadische vorm van ASS. We illustreerden echter ook dat de varianten overgeërfd kunnen worden van ouders met mildere ontwikkelingsproblemen, frequent voorkomen bij patiënten met lage tot gemiddelde cognitieve mogelijkheden en in zeldzame gevallen zelfs gevonden kunnen worden in families met meerdere personen met ASS. Een nauwe ontwikkelingsrelatie tussen de hersenen en het gelaat blijkt uit het samen voorkomen van ontwikkelingsproblemen, structurele hersenafwijkingen en dysmorfe gelaatskenmerken bij patiënten met OSs. In dit proefschrift hebben we onderzocht in welke mate deze relatie betrekking heeft tot veelvoorkomende menselijke genetische variatie door genoombrede associatestudie data van de menselijke hersenvorm en gelaatsvorm te vergelijken. Deze vergelijking onthulde 76 overlappende loci waaronder transcriptiefactoren die betrokken zijn bij craniofaciale ontwikkeling, evenals leden van signalisatie pathways die betrokken zijn bij hersen-gelaat crosstalk. Bewijs uit de klinische genetica suggereert dat de aanwezigheid van dysmorfe gelaatskenmerken een sterke indicator is voor een onderliggende Mendeliaanse oorzaak bij patiënten met ASS. Wij illustreerden met een casestudy het belang van een evaluatie van het gelaat en een diepgaande fenotypering bij kinderen met een OS, zelfs als deze geen verstandelijke beperking hebben. De opinie van dysmorfologen wordt momenteel beschouwd als de gouden standaard om dysmorfie in het gelaat te beoordelen, maar deze verschilt sterk van persoon tot persoon en is sterk afhankelijk van training en ervaring. Daarom verzamelden wij driedimensionale (3D) gelaatsbeelden van 152 patiënten met ASS om een objectieve analyse van dysmorfie in het gelaat uit te voeren. Computationele dysmorfie en asymmetrie scores, die een abnormale gelaatsontwikkeling weerspiegelen, werden berekend op basis van de 3D gezichtsvorm van ASS patiënten en werden onderzocht in relatie tot de aanwezigheid van een Mendeliaanse oorzaak. Wij vonden dat zowel de computationele dysmorfie scores als de asymmetrie scores significant verhoogd waren bij patiënten met Mendeliaanse oorzaken in vergelijking met patiënten met nog onbekende oorzaken. Bovendien toonden we aan dat deze computationele scores de beoordeling van dysmorfie door individuele experts verbeterden en daardoor een betere herkenning van Mendeliaanse oorzaken van ASS mogelijk maakten." "Versnellen en automatiseren van de ""next generation sequencing"" workflow" "Sofie THIJS" Milieubiologie "Gezonde, goed functionerende ecosystemen vormen de basis voor onze voedselvoorziening, de waterhuishouding, voor een diverse en weerbare natuur, en menselijke gezondheid en welbevinden. Om fundamentele processen van deze ecosystemen - bodem, water, plant, mens, dier- beter te begrijpen maken we gebruik van DNA-gebaseerde analyses en next-generation sequencing. Om deze DNA-analyses op een kwalitatieve en high-throughput manier te kunnen uitvoeren, hebben we nood aan een innovatief NGSxpress DNA-platform. Het platform omvat een geautomatiseerde liquid-handler robot, een geïntegreerde gel-electroforese en een long-read sequencer, om diverse nieuwe en bestaande DNA-analyses en applicaties verder te ontwikkelen en uit te breiden. Het platform zal bestaande technische bottlenecks in de DNA-analyses aanpakken zoals de efficiëntie verhogen, high-throughput werk mogelijk maken, nauwkeurigheid verbeteren, kwaliteitscontrole, en maatwerk. Met de aankoop en installatie van dit flexibel, innovatief en custom-made NGSxpress platform versterkt VLAIO/EFRO de Vlaamse DNA-expertise met toepassingen in sectoren als gezondheidszorg, landbouw, bodembiodiversiteit, en bodemsaneringen. Het is een kritische succesfactor om een circulaire economie mogelijk te maken, vernieuwing te brengen in de Vlaamse sectoren, en het streven naar een duurzaam milieu en klimaatbeleid." "Gebruik van next generation sequencing om hoofdrolspelers in de Arabidopsis thaliana hypocotyl expansie te identificeren." "Kris Vissenberg" "Geïntegreerd Moleculair Plantenfysiologisch Onderzoek (IMPRES)" "Dit project beoogt het vergroten van de kennis van de regulatie van plantencelelongatie, aangezien dit proces de uiteindelijke vorm en grootte van planten bepaalt alsook de primaire biomassa productie. Arabidopsis thaliana zal gebruikt worden als modelplant en het hypocotyl gaat aangewend worden om sleutel-spelers in de regulatie van (cel)elongatie te identificeren.De elongatie van het hypocotyl is zeer prominent wanneer die in het donker gegroeid wordt. Na perceptie van licht wordt de elongatie echter zeer snel geïnhibeerd. In dit kader hebben we een unieke mutant geïdentificeerd en gekarakteriseerd. Deze mutant, apollo, stopt niet met groeien wanneer licht waargenomen wordt, maar toont wel alle andere kenmerken van de-etiolatie.Om genen en miRNAs te identificeren met een cruciale rol in de licht-regulatie van elongatie, gaan we het transcriptoom van 1) donker-gegroeide wild-type en apollo, 2) licht-gegroeide wild type en apollo en 3) donker-gegroeide wild-type maar getransfereerd naar licht en donker-gegroeide apollo maar getransfereerd naar licht vergelijken, waarbij we gebruik maken van Next Generation Sequencing (NGS).Daarbovenop hebben we ontdekt dat de mutant een constant hoge expressie van een transcriptiefactor (ORPHEUS) vertoont, terwijl die in wild-type planten normaal neergereguleerd wordt bij licht-perceptie. Hierdoor wordt deze geïdentificeerd als mogelijke switch die de expansie en inhibitie ervan reguleert. Als gevolg gaan we de targetgenen van deze transcriptiefactor opzoeken via NGS, gebruikmakend van DNA dat resulteert uit een chromatine immunoprecipitatie, specifiek gericht tegen ORPHEUS. Functionele analyse via een reverse genetics approach zal de individuele gevonden genen linken aan hun functie en rol in de regulatie van celexpansie." "Ontdekken van nieuwe grenzen voor biologisch en medisch onderzoek door ""Next generation sequencing""." "Universitair beheer en administratie, Moleculaire beeldvorming, Pathologie, Radiotherapie & Oncologie (MIPRO), Geïntegreerd Moleculair Plantenfysiologisch Onderzoek (IMPRES), Translationeel pathofysiologisch onderzoek (TPR), Veterinaire fysiologie en biochemie, Medische genetica van obesitas en skeletaandoeningen (MGENOS), Systemisch Fysiologisch en Ecotoxicologisch Onderzoek (SPHERE), Medische Genetica (MEDGEN)" "Dit project beoogt om in een sterk samenwerkend verband tussen Antwerpse onderzoeksgroepen een ""next generation sequencing"" platform te ontwikkelen ter bevordering van research in geneeskunde en biologie. Het consortium omvat meer dan 16 onderzoeksgroepen uit verschillende disciplines in de geneeskunde, biologie en biomedische informatica. Identificatie van nieuwe genen en mutaties in een brede waaier van zeldzame Mendeliaanse aandoeningen, het verwerven van meer inzichten in de genetische oorzaken van kanker en het ontrafelen van de genetische basis van infectieziekten zijn belangrijke doelstellingen van het project. Deze nieuwe kennis zal in belangrijke mate bijdragen tot betere diagnostiek en behandeling van deze ziekten bij de mens. Het project zal ook de interactie tussen omgeving en genen bestuderen. De effecten van omgevingsfactoren op genetische variatie bij waterorganismen, het effect van teratogene factoren op de embryologische ontwikkeling van gewervelde dieren en de invloed van omgeving op groei van mais en Arabidopsis, zullen geanalyseerd worden. De verwerking van deze grote hoeveelheden genomische en transcriptomische data, verkregen vanuit de verschillende onderzoeksgroepen, zal gecoördineerd worden door de recent opgerichte UZA/UA bioinformatica onderzoeksgroep Biomina." "BOF apparatuurfonds: Next generation Sequencing infrastructuur" "Tim NAWROT" "Cardio & orgaansystemen, Milieubiologie, Immunologie - Biochemie" "De ambitie van dit project is om een next generation sequencing platform van meerdere overkoepelende departementen aan de UHasselt te ontwikkelen voor toepassingen in de life sciences en verschillende biologische onderzoeksgebieden. Het huidige consortium brengt onderzoekers van meer dan 7 onderzoeksgroepen samen, dit met inbegrip van een strategische samenwerking met onderzoekers van het VITO. Een multidisciplinair NGS platform zal efficiënt gebruik van de apparatuur mogelijk maken. Het platform zal worden gebruikt in verschillende onderzoeksprojecten en kan worden geopend voor extra onderzoeksgroepen." "Gebruik van next generation sequencing bij microbiële risicobeoordeling" "geen abstract" "Uitgebreide netwerken voor bewaking van antimicrobiële resistentie met Next Generation Sequencing (AmReSu)." "Surbhi Malhotra" "Klinika za Infektione Bolesti Dr. Fran Mihaljevic, Fundació Institut d'Investigació Sanitaria Illes Balears, Semmelweis University, Laboratorium voor Medische Microbiologie (LMM)" "Antimicrobiële resistentie (AMR) neemt wereldwijd toe, met 700.000 doden per jaar. In Kroatië en Hongarije is AMR verantwoordelijk voor de snelle stijging van de morbiditeits- en mortaliteitscijfers. Het door de EU gefinancierde AmReSu-project zal de innovatiecapaciteit op het gebied van AMR-surveillance in beide landen versterken, waarbij de nadruk zal liggen op sequeneren van het gehele genomen in samenhang met de nieuwe generatie sequentietechnieken. Het zal ook een ""AMR-toezichtvisie"" vaststellen. Het project steunt op de samenwerking van de Semmelweis Universiteit in Boedapest en Klinika za infektivne bolesti ""Dr. Fran Mihaljevic"" in Zagreb met twee internationaal toonaangevende onderzoeksinstellingen, het Laboratorium voor Medische Microbiologie aan de Universiteit Antwerpen en het Gezondheidsonderzoeksinstituut van de Balearen. AmReSu zal het faciliteren van kennisoverdracht, opleidingsactiviteiten van de beste verrichtingen en de bevordering van excellentie in onderzoek vergemakkelijken." "Wavelet gebaseerde functionele modellen voor de analyse van next generation sequencing data" "Lieven Clement" "Vakgroep Toegepaste Wiskunde, Informatica en Statistiek" "In dit project worden functionele modellen ontwikkeld voor genomische data-analyses. Het project steunt op het modelleren van de data als een wavelet gebaseerde functie over het genoom waarop vervolgens statistische inferentie kan gebeuren op een efficiënte en annotatie-vrije methode." "Identificatie van een nieuw ziekte veroorzakend gen voor osteopetrosis met behulp van next generation sequencing technologie." "Eveline Boudin" "Medische genetica van obesitas en skeletaandoeningen (MGENOS)" "De osteopetrosis (op/op) rat is een spontaan ontstaan ratmodel met de kenmerken van osteopetrosis, een zeldzame aandoening met een verhoogde botdensiteit als gevolg van een verlaagde botresorptie. In voorafgaande studies lokaliseerden we het causatieve gen in een 1.36Mb regio op chromosoom 10 van de rat. In deze studie zullen we met behulp van NGS technologie de mutatie opsporen en trachten te bevestigen in humane patiënten met osteopetrosis." "Erfelijke predispostie voor borstkanker in het tijdperk van next generation sequencing: evaluatie van de rol van genen betrokken bij homologe recombinatie en G2/M cel cyclus checkpoint en ontwikkeling van een functionele test.." "Anne Vral" "Vakgroep Medische Basiswetenschappen" "In minder dan 20% van de familial borstkankers wordt een germinale mutatie in één van de twee majeure borskankergenen BRCA1/2 geïdentificeerd. In dit project willen we via next gereation sequencing mutaties identificeren in andere bostkankergenen betrokken in dezelfde pathway. Bovendien zullen we een functionele test ontwikkelen om de rol van varianten met onduidelijke klinsche betekenis te onderzoeken."