Titel Promotor Affiliaties "Korte inhoud" "Perturbatie van extracellulaire matrix (ECM)-degraderende cellulaire structuren door middel van fotoporatie gestuurde afgifte van nanobodies in immuun- en kankercellen." "Jan Gettemans" "Vakgroep Biomoleculaire Geneeskunde" "In dit project wordt een bepaalde structuur onderzocht die voorkomt in onder andere immuuncellen, osteoclasten en kankercellen. Het wordt opgebouwd door vele proteïnen die samen een invadopodium vormen. Dit is een heel klein voetje van een cel, een soort van moleculaire drilboor die gaatjes boort in de onderliggende basale membraan. Hierdoor kunnen immuuncellen zich een weg banen naar een plaats van infectie in het lichaam, maar kunnen ook kankercellen ontsnappen uit de primaire tumor en lethale uitzaaiingen veroorzaken. Een invadopodium is heel klein maar kan in beeld gebracht worden met krachtige microscopen. In dit project zullen twee teams in België en Duitsland hun expertise bundelen om deze invadopodia in beeld te brengen en beter te begrijpen hoe ze opgebouwd zijn, en dit met de hoogste resolutie, waardoor de meest gedetailleerde informatie wordt bekomen. Het Gettemans lab in België zal nanobodies, dit zijn kleine fragmenten van antilichamen, omturnen naar fluorescerende moleculen. Via een nieuwe methode, fotoporatie, worden ze in cellen binnen gebracht.Het Linder lab in Duitsland is uitgerust met superresolutie microscopen. Samen zullen deze teams de meest gedetailleerde informatie bekomen van invadopodia. De resultaten die zullen worden verkregen zullen cruciaal zijn om te begrijpen hoe deze structuren worden opgebouwd in cellen en zullen tevens leiden to identificatie van nieuwe therapeutische doelwitten." "Selectieve fotoporatie van de kernmembraan om het bestuderen van laminopathieën en intranucleaire aflevering mogelijk te maken." "Kevin Braeckmans" "Vakgroep Geneesmiddelenleer" "Dit project heeft tot doel om gecontroleerd transiënte rupturen te induceren in de kernmembraan van levende cellen. Hiervoor zal een laser-nanotechnologie techniek, fotoporatie genaamd, geoptimaliseerd worden om rupturen in de kernmembraan aan te brengen. Dit zal toelaten om pathologische defecten na te bootsen die leiden tot laminopathieën, alsook het afleveren van moleculen om genetisch wijzigingen in het genoom aan te brengen." "Exploratie van het marktpotentieel van fotoporatie als nieuwe generatie transfectietechnologie in fundamenteel onderzoek en celgebaseerde therapieën" "Kevin Braeckmans" "Vakgroep Geneesmiddelenleer" "Het binnenbrengen van macromoleculen in levende cellen is een veel voorkomende noodzaak voor zowel fundamenteel biologisch onderzoek als biomedische toepassingen. Denk bijvoorbeeld aan onderzoek naar moleculaire netwerken in cellen waarvoor moleculen moeten binnen gebracht worden die kunnen interfereren met specifieke componenten in dit netwerk. Of het produceren van genetisch gewijzigde therapeutische cellen waarvoor evenzeer specifieke biologisch actieve moleculen moeten binnen gebracht worden in de cellen om ze therapeutisch potenter te maken. Fotoporatie is een opkomende technologie, gebaseerd op een combinatie van laserlicht en lichtgevoelige nanomaterialen, die in staat is om dergelijke moleculen binnen te brengen in een brede waaier aan celtypes, en dit op efficiënte wijze met minimale impact op gezondheid van de cellen. Na verscheidene jaren van intensief onderzoek naar fotoporatie is het INTRACYTE project erop gericht om deze technologie verder te ontwikkelen voor gebruik in wetenschappelijk onderzoek en klinische applicaties zoals celgebaseerde therapieën. Dit omvat verdere ontwikkeling van de nanomaterialen en optische instrumentatie, naast het opzetten van internationale samenwerkingen met specialisten in geselecteerde toepassingen. Het doel op het einde van het project is om een duidelijk zicht te hebben op de valorisatie-opportuniteiten van fotoporatie als een nieuwe generatie transfectietechnologie." "Verbeterde transfectie van moeilijk te transfecteren cellen door combinatie van fotoporatie met electroforese" "Kevin Braeckmans, Kristiaan Neyts" "Vakgroep Diagnostische Wetenschappen, Vakgroep Geneesmiddelenleer, Vakgroep Elektronica en Informatiesystemen" "Voor zowel fundamenteel onderzoek als de productie van therapeutische cellen is het noodzakelijk om biologische moleculen van hoog moleculair gewicht in cellen af te leveren. Dit project beoogt dit proces substantieel te verbeteren voor moeilijk te transfecteren cellen door een unieke combinatie van fotoporatie met electroforese, twee afzonderlijke technieken die tot de expertises behoren van de respectievelijke promotoren." "ICG-gemedieerde fotoporatie van de inner limiting membrane om retinale aflevering van medicatie te verhogen na intravitreale injectie." "Karen Peynshaert" "Vakgroep Geneesmiddelenleer" "Intravitreale injectie, injectie in de transparante gel van de oogbol, is een veel toegepaste methode in de kliniek voor de afgifte van medicijnen (bijv. Antilichamen) aan het netvlies Grotere medicijnen zoals gendragers bereiken echter vaak het netvlies niet. Dit is erg jammer omdat veel blinde ziekten de afgifte op deze doelplaats vereisen. Het is aangetoond dat het binnenste beperkende membraan (ILM), een dun membraan tussen de glasachtige gel en het netvlies, de primaire barrière is die de afgifte van geneesmiddelen aan het netvlies belemmert via intravitreale injectie. deze barrière overwinnen stellen we voor om doorgangen te creëren voor de geneesmiddeldragers om het netvlies binnen te dringen door perforatie van de ILM. Daarom zullen we een klinisch goedgekeurde kleurstof injecteren die sterk aan de ILM bindt. Wanneer deze kleurstof zich op de ILM heeft verzameld, zullen we deze bestralen met een extreem korte laserpuls Deze laserenergie warmt de kleurstof op en vormt kleine dampbellen die bij ineenstorting hun omgeving beschadigen - in ons geval de ILM In deze proj We streven ernaar om een ​​proof-of-concept van deze innovatieve aanpak te bieden door de aanpak te testen op celculturen en netvliesweefsel afkomstig van koeienogen" "Het ontrafelen van de cellulaire respons tegen fotoporatie" "Kevin Braeckmans" "Vakgroep Geneesmiddelenleer" "Het afleveren van verbindingen in cellen is een alomtegenwoordige vereiste voor fundamenteel levenswetenschappelijk onderzoek en op cellen gebaseerde klinische toepassingen. Omdat cellen door hun plasma worden beschermd tegen de buitenwereld membraan, het vereist geavanceerde technologie om verbindingen over deze barrière zonder te leveren toxiciteit veroorzaken. Photoporation is in opkomst als een krachtige technologie om precies dit te bereiken. Het vertrouwt over laserbelichting van plasmonische nanodeeltjes die aan cellen zijn toegevoegd. Absorptie van de laserenergie door de nanodeeltjes zorgt ervoor dat het plasmamembraan lokaal doorlatend wordt verwarming- of drukeffecten, waardoor externe stoffen in de cellen kunnen diffunderen. Hoewel het is geweest ruimschoots aangetoond dat fotoporatie geen acute cytotoxiciteit veroorzaakt, het blijft onbekend hoe het beïnvloedt de celfysiologie op de korte en langere termijn. Toch is deze informatie cruciaal om veilig te zijn de technologie in verschillende settings implementeren. Daarom zullen we de cellulaire respons ontrafelen photoporation. We zullen daarbij vroege stroomafwaartse gebeurtenissen analyseren, zoals de activering van membraanherstelwegen en inductie van cellulaire stressniveaus, evenals meer persistent veranderingen in genexpressie en genoomintegriteit. De fundamentele inzichten uit deze studies zullen een solide basis bieden om van photoporation een standaard transfectietechnologie te maken die kan worden gebruikt met vertrouwen. Tegelijkertijd zal het helpen strategieën te bedenken om de potentiële kant te verminderen of te exploiteren effecten van fotoporatie." "Het ontrafelen van de cellulaire respons tegen fotoporatie." "Winnok De Vos" "Universiteit Gent, Laboratorium voor celbiologie en histologie" "Een veel voorkomende nood in fundamenteel onderzoek en cel-gebaseerde klinische applicaties is het binnenbrengen van cel-vreemde stoffen en partikels. Omdat cellen goed zijn afgeschermd van de buitenwereld door een plasmamembraan is er gesofisticeerde technologie nodig om deze barrière te doorkruisen zonder daarbij blijvende schade toe te brengen. Fotoporatie is een opkomende techniek die dit exact mogelijk maakt. Ze berust op laser belichting van plasmonische nanopartikels die bij cellen worden gevoegd. Door absorptie van de laser energie permeabiliseren de nanopartikels tijdelijk de plasmamembraan via lokale verhitting- of schokeffecten, wat influx van exogene moleculen mogelijk maakt. Het is reeds aangetoond dat de techniek geen acute toxiciteit veroorzaakt, maar het is nog niet geweten of en hoe ze celfysiologie op korte en lange termijn wijzigt. Net deze kennis is essentieel om er een veilige implementatie van te verzorgen voor verschillende toepassingen. Daarom zullen we met dit project de cellulaire respons op fotoporatie in kaart brengen. We zullen de directe gevolgen zoals plasmamembraanherstel en de inductie van cellulaire stress pathways analyseren alsook de meer persistente invloed op genexpressie en genoomintegriteit. De fundamentele inzichten die we uit deze studie zullen bekomen, zullen een solide basis geven om van fotoporatie een betrouwbare standaard transfectietechniek te maken. Tevens zal het de aanzet geven om strategieën te bedenken die de neveneffecten van fotoporatie reduceren of net exploïteren." "Fotoporatie als platformtechnologie om de intercellulaire communicatie via Extracellulaire Vesicles te bestuderen en hun therapeutisch gebruik te faciliteren" "Kevin Braeckmans" "Vakgroep Geneesmiddelenleer" "Omdat het duidelijk werd dat Extracellulaire Vesicles (EV's) het vermogen hebben om functioneel uit te wisselen biomoleculaire signalen tussen cellen, de belangstelling voor deze nanodeeltjes is exponentieel gegroeid, leidend tot de identificatie van een overvloed aan fysiologische processen waarbij EV's betrokken zijn. Vanwege hun natuurlijke functie als dragers van macromoleculaire componenten, hebben ze dat ook trok de belangstelling van wetenschappers voor medicijnafgifte aan. Hoewel sommige PoC rapporten over het gebruik van EV's als drager voor therapeutische nucleïnezuren zijn verschenen in de literatuur, nog steeds kritische informatie is ontbreekt het om EV's efficiënt te gebruiken voor de behandeling van specifieke ziekten. De belangrijkste doelstelling van dit project is om ons begrip te verdiepen en het celtropisme van EV's in kaart te brengen met het doel deze informatie te gebruiken voor gerichte toediening van medicijnen. Het projectvoorstel is onderverdeeld in drie werkpakketten: (1) Optimaliseer het laden en etiketteren van EV met behulp van photoporation als nieuw transfectieplatform, (2) inzicht verwerven in de cel-interactiespecificiteit van EV's en (3) hun evalueren werkzaamheid en targeting-specificiteit als vehikelafgiftevehikels. We verwachten dat fotoporatie dat kan een standaard enabling platform-technologie worden voor EV-laad- en volgstudies en dat de verkregen gegevens kunnen leiden tot de rationele ontwikkeling van verbeterde EV-medicijnafgiftesystemen." "Fotoporatie van de inner limiting membrane om retinale aflevering van medicatie te verhogen na intravitreale injectie" "Katrien Remaut" "Vakgroep Geneesmiddelenleer" "Intravitreale injectie, injectie in de gel van de oogbol, is een veel toegepaste methode in de kliniek voor afgifte van geneesmiddelen (bijvoorbeeld antilichamen) aan het netvlies. Grotere structuren zoals gendragers meer dan vaak niet het netvlies bereiken. Dit is jammer omdat veel verblindende ziektes dat vereisen levering aan deze doelsite. Het is aangetoond dat het binnenste beperkende membraan (ILM) een dunne is membraan tussen de glasvochtgel en de retina, is de primaire barrière die effectief medicijn belemmert aflevering aan het netvlies via intravitreale injectie. Om deze barrière te overwinnen, stellen we voor om toe te passen fotoporatie om het ILM te perforeren, wat resulteert in het creëren van toegangswegen voor drugsgebruikers om binnen te komen het netvlies. Hier worden gouden nanodeeltjes (AuNPs) geïnjecteerd en kunnen ze zich ophopen op de ILM gevolgd door behandeling met een extreem korte laserpuls. Deze laserenergie verwarmt de AuNP het vormen van dampbellen die bij het instorten hun omgeving beschadigen - in ons geval het ILM. In Met dit project willen we proof-of-concept van deze innovatieve aanpak leveren door het zelf te testen ontwikkeld ex vivo boviene retina-explantaat. We zullen verder de veiligheid van de verschillende factoren van de benadering (de laser, de AuNP's) in dit model, evenals het potentieel toxiciteit van AuNP in vivo bij muizen." "Een microfluïdische aanpak gericht op contactloze lasergeïnduceerde fotoporatie voor celgebaseerde therapieën" "Kevin Braeckmans" "Vakgroep Geneesmiddelenleer" "Behandeling van cellen voor celgebaseerde therapieën is een nieuwere vorm van therapie waarin cellen worden geïnjecteerd patiënt om ziekten te voorkomen of te behandelen. Een bekend voorbeeld is het gebruik van een kankerpatiënt eigen immuuncellen om de tumorcellen aan te vallen. Vapor nanobubble (VNB) photoporation is vooral veelbelovend voor ex vivo preparatie van cellen voor cel-gebaseerde therapieën zoals het typisch is biedt hoge efficiëntie, hoge doorvoer en lage toxiciteit. Het is gebaseerd op het gebruik van plasmonic nanodeeltjes, zoals gouden nanodeeltjes (AuNP), die explosieve nanobellen kunnen vormen gepulseerde laserbestraling. Die kleine explosies kunnen kleine poriën vormen in celmembranen, waardoor functionele moleculen en nanodeeltjes om cellen binnen te dringen. Echter, vertaling van VNB photoporation naar klinische toepassingen wordt gehinderd door het feit dat de huidige procedure afhankelijk is van AuNP dat in nauw contact staat met het celmembraan. Daarom zullen we in dit project de mogelijkheid om VNB-fotoporatie van cellen uit te voeren zonder dat AuNP in contact is met cellen. Vloeistof en moleculaire dynamica-simulaties zullen worden gebruikt om de omstandigheden te onderzoeken waarbij contactvrij is fotoporatie van celmembraan kan worden bereikt. Vervolgens zal het worden onderzocht door middel van simulaties en experimenteert hoe explosief vnb de vloeistofstroom in een microfluïde kanaal kan beïnvloeden. De laatste stap is het ontwerpen van microfluïdische apparaten waarin de afstand tussen cellen en AuNP kan zijn zodanig geregeld dat contactloze VNB-fotoporatie van cellen wordt verkregen."