Onderzoek en innovatie aan de VUB: Core facilities en infrastructuurplatformen

Onderzoek en innovatie is naast onderwijs de grote kerntaak van een universiteit. De VUB biedt haar wetenschappers daarvoor onder meer core facilities en infrastructuurplatformen aan. Core facilities zijn autonome eenheden binnen de VUB die over hooggekwalificeerd personeel en gespecialiseerde uitrusting beschikken en waar de onderzoeksgemeenschap gebruik van kan maken tegen economische prijzen. Infrastructuurplatformen daarentegen stellen onderzoeksvoorzieningen zoals instrumenten open voor de gehele VUB-onderzoeksgemeenschap. In 2022 verwierf de VUB acht toestellen voor de onderzoeksinfrastructuur.

De nieuwe toestellen

Veelzijdig massaspectrometrieplatform voor een diepgaande moleculaire en farmacokinetische karakterisering van kleine moleculen, peptische en proteïnogene leidverbindingen.

Promotor: Prof. Steven Ballet

Massaspectrometrie (MS) wordt gebruikt voor de karakterisatie van chemische verbindingen op basis van hun massa. Binnen de Onderzoeksgroep Organische Chemie wordt de techniek ingezet om de identiteit, zuiverheid en moleculaire vingerafdruk van onder meer peptiden en (gemerkte) proteïnen te bevestigen. Deze peptiden worden gecreëerd om bijvoorbeeld te binden met specifieke receptoren om zo een effect te hebben op aandoeningen zoals chronische pijn. Het nieuwe MS-platform is uniek in België en zal toelaten om moleculen variërende van kleine verbindingen tot proteïnen te analyseren die aanwezig zijn in biologische en bloedstalen. Dankzij het platform zullen de in de onderzoeksgroep gecreëerde peptiden meer gedetailleerd kunnen gekarakteriseerd worden waardoor deze nauwkeuriger kunnen ingezet worden.

PET camera voor beeldvorming van kleine proefdieren

Promotor: Prof. Nick Devoogdt

PET is de voorkeursmethode voor niet-invasieve beeldvorming bij patiënten. Het maakt gebruik van radioactieve tracers die zich richten op zieke cellen en wordt ingezet voor de diagnose en opvolging van patiënten met kanker of cardiovasculaire, metabole en inflammatoire aandoeningen. Het nieuwe PET-camerasysteem laat de niet-invasieve evaluatie toe van biologische en pathologische processen bij muizen en ratten, en maakt gebruik van bestaande en nieuwe tracers die aan de VUB worden ontwikkeld. Deze apparatuur die bestaat uit een PET-component voor het in beeld brengen van het tracersignaal en een CT-component voor de nauwkeurige anatomische lokalisatie zal worden geïmplementeerd in de nieuwe In Vivo Cellular and Molecular Imaging Core Facility  en zal onmisbaar zijn voor het ontwikkelingen van nieuwe PET-tracers die daarna kunnen worden toegepast in de kliniek voor een verbeterde diagnostiek.

Een platform voor de volgende generatie proteoomanalyse: vloeistofchromatografie trapped-ion-mobility time-of-flight (LC-timsTOF) massaspectrometrie

Promotor: Prof. Sebastiaan Eeltink

Proteomics of proteoomanalyse is de uitgebreide karakterisering van de eiwitten of proteïnen van een biologisch systeem. De gouden standaardtechniek is proteomica op basis van vloeistofchromatografie massaspectrometrie (LC-MS), waarbij de proteïnenmengsels eerst gesplitst worden en de resulterende peptides vervolgens gekarakteriseerd worden op basis van massaspectrometrie. Met dit nieuwe toestel wordt een proteomics platform gerealiseerd aan de VUB, dat zal worden geoptimaliseerd om ongeziene resolutie en ultra-hoge detectiegevoeligheid te bereiken. Het toestel zal worden gebruikt voor de nauwkeurige karakterisatie van biomarkers: moleculen die wijzen op de aanwezigheid van een ziekte of aandoening en die aanwijzingen kunnen geven voor nieuwe therapeutische strategieën. Zo zullen diagnostische biomarkers voor bepaalde types kanker of parasitaire infecties onderzocht worden waardoor deze kennis kan leiden tot de vroegere diagnoses en de ontwikkeling van nieuwe therapieën.

Inductively coupled plasma- mass spectrometry: optimaliseren voor verschillende onderzoeksdomeinen 

Promotor: Prof. Steven Goderis

Massaspectrometrie  (MS) wordt gebruikt voor de karakterisatie van chemische en biologische mengsels. De basis van de techniek is het omvormen van de moleculen van een staal in ionen die kunnen worden gekarakteriseerd op basis van hun massa. De nieuwe ICP-MS (‘inductively coupled plasma- mass spectrometry’) wordt verbonden met twee extra systemen die ook worden aangekocht dankzij deze funding, waardoor meer gedetailleerde analyses kunnen gemaakt worden van stalen, zelfs als de hoeveelheid beschikbaar materiaal zeer beperkt is. Dit is cruciaal voor onderzoek naar de samenstelling van stalen zoals zeldzame fossielen of meteorieten waarbij de integriteit uiteraard zoveel mogelijk gewaarborgd moet worden. Met dit nieuwe toestel wordt een uiterst veelzijdig, efficiënt en hedendaags platform opgezet en geoptimaliseerd, dat zich richt op een breed gamma aan materialen, van minuscule minerale fasen in meteorieten, (micro)fossielen, schelpen en botten, tot plantmateriaal en aerosols. Dit zal ongetwijfeld resulteren in uiterst innoverend wetenschappelijk onderzoek in verschillende onderzoeksgebieden. Het toestel zal deel uitmaken van de nieuwe core facility Materials Characterisation.

Intravitale beeldvorming als technologie om de kloof te dichten tussen macroscopische in vivo beeldvorming en microscopische analyse van weefsels

Promotor Prof. Sophie Hernot

Intravitale microscopie is een krachtige beeldvormingstechniek die het mogelijk maakt om dynamische processen te onderzoeken in levende dieren. Hierdoor wordt de kloof tussen beeldvorming op macroscopisch niveau en microscopische analyses gedicht, waardoor nu belangrijke biologische processen en nieuwe therapeutische strategieën grondiger onderzocht kunnen worden in hun natuurlijke omgeving, rekening houdend met de complexiteit van levende wezens. Een belangrijke onderzoekslijn van de betrokken onderzoekers is bijvoorbeeld het ontwikkelen van nanobody-tracers die worden ingezet voor de nauwkeurige diagnose van tumoren, wat kan leiden tot een meer gerichte therapie. Intravitale microscopie zal bijdragen tot meer gedetailleerde kennis over de optimale kenmerken van deze nanobody-tracers. Intravitale microscopie is dus een onmisbare technologie geworden om belangrijke fundamentele en toegepaste onderzoeksvragen van onze VUB onderzoekers te kunnen beantwoorden. De nieuwe intravitale microscoop zal terecht komen in de recent opgerichte In Vivo Cellular and Molecular Imaging Core Facility  .

SPECY-SORT: SPEctrale flowCYtometer en celSORTer

Promotor: Prof. Damya Laoui

Via flowcytometrie kunnen meerdere parameters van individuele levende cellen geanalyseerd worden, om zo inzicht te krijgen in welke eiwitten door de cellen uitgedrukt worden en in welke hoeveelheid. Zo kan bepaald worden welke celtypes in een staal van bijvoorbeeld een tumorcel aanwezig zijn en wat hun eigenschappen zijn. Op die manier wordt de functie van de cellen gekarakteriseerd, waardoor een gerichte therapeutische strategie kan ontworpen worden. In vergelijking met conventionele flowcytometers biedt deze nieuwe spectrale flowcytometer betere mogelijkheden om de specifieke parameters van cellen te onderscheiden van achtergrondsignalen en verbeterde gevoeligheid voor het meten van zwakke markers. Dankzij deze techniek kunnen subpopulaties van cellen nog meer in detail onderzocht worden, zodat op termijn nog gerichtere therapeutische interventies kunnen worden ontwikkeld. Deze nieuwe spectrale cel sorteerder zal de nieuwe core facility Flowcore versterken.

Single-cell eiwit analyse in intacte weefsels

Promotor Prof. Kiavesh Movahedi

Single-cell sequencing maakt het mogelijk om RNA- en eiwitexpressie in duizenden individuele cellen te meten. Deze technologie heeft zich ontpopt als een baanbrekende innovatie die een revolutie teweegbrengt in het biomedisch onderzoek. Ons nieuwe ultramoderne toestel laat ook toe om de ruimtelijke informatie over de cellen te behouden; een belangrijke volgende stap om celpopulaties in intacte weefsels in kaart te brengen. Zo kunnen nieuwe inzichten worden verworven in de weefselarchitectuur en in interacties tussen cellen. Dit toestel zal ondermeer worden ingezet voor het verdere onderzoek naar macrofagen in de hersenen en hun rol in glioblastoom, een bepaald type hersentumor. De nauwkeurige karakterisatie van populaties van macrofagen en hun functies in het weefsel is cruciaal om meer kennis te verkrijgen over deze cellen met als uiteindelijk doel het ontwikkelen van een nieuwe therapeutische aanpak gericht op deze cellen.

Thermische activiteitsmonitoring microcalorimetrie: vanuit fundamentele thermodynamische principes naar een breed scala aan praktische toepassingen.

Promotor Prof. Nico Van den Brande

Thermische activiteitsmonitoring microcalorimetrie is de meest gevoelige calorimetrische meettechniek, en is in staat om warmte-effecten over een tijdsschaal van dagen tot maanden te meten. Hierdoor is deze techniek als enige geschikt om processen te bestuderen die sterk vertragen rond een bepaalde temperatuur, zoals het verharden van niet-traditionele cementen of de rechtstreekse meting van metabolische processen. Omdat deze techniek relatief onbekend is in het gebied van materiaalonderzoek, is er veel potentieel en interesse voor het toepassen ervan bij academische en industriële partners, die werken in vakgebieden waar het rechtstreeks meten van thermodynamische grootheden zeer belangrijk is maar vaak nog niet werd geprobeerd. De microcalorimeter zal bijvoorbeeld worden ingezet voor onderzoek naar zelfhelende materialen, waarbij het helingsproces over verschillende dagen in detail kan gevolgd worden. Dit toestel zal ongetwijfeld leiden tot belangrijke inzichten op het gebied van materiaalonderzoek. De microcalorimeter zal deel uitmaken van de nieuwe core facility Materials Characterisation.

Meer info over core facilities en infrastructuur: https://www.vub.be/nl/ons-onderzoek/onze-visie-en-missie/optimale-onderzoeksomgeving/core-facilities-infrastructuurplatformen