Cognitieve Genetica

Onze onderzoeksgroep Cognitieve Genetica maakt deel uit van de onderzoekscluster Medische Genetica binnen de Faculteit Farmaceutische, Biomedische en Diergeneeskundige Wetenschappen van de Universiteit Antwerpen. Deze onderzoekscluster vormt, samen met diagnostische en klinische eenheden, het Centrum voor Medische Genetica.

We maken ook deel uit van het onderzoekscentrum van de Universiteit Antwerpen, GENOmics in MEDicine (GENOMED), dat een prestigieuze Methusalem-beurs heeft ontvangen. Daarnaast is onze groep een van de oprichters van het expertisetechnologieconsortium Precision Medicine Technologies (PreMeT), dat logistieke ondersteuning biedt voor onze industriële samenwerkingen.

Meer informatie

Home
Onderzoekers
Cognitieve genetica

Missie

Onze missie is het identificeren van genetische oorzaken van cognitieve aandoeningen en het bestuderen van de moleculaire defecten om uiteindelijk een rationele therapie te ontwikkelen.

Inbedding

Onze onderzoeksgroep Cognitieve Genetica maakt deel uit van de eenheid Medische Genetica binnen de Faculteit Farmaceutische, Biomedische en Diergeneeskundige Wetenschappen van de Universiteit Antwerpen. Samen met diagnostische, administratieve en klinische eenheden vormt de onderzoekseenheid het Centrum voor Medische Genetica. We zijn ook onderdeel van het onderzoekscentrum van de Universiteit Antwerpen, GENOmics in MEDicine (GENOMED), dat recent een prestigieuze Methusalem-beurs heeft ontvangen. Daarnaast is onze groep een van de oprichters van het expertisetechnologieconsortium Precision Medicine Technologies (PreMeT), dat logistieke ondersteuning biedt voor onze industriële samenwerkingen.

Wat we doen

Ons onderzoek richt zich op verstandelijke beperking en syndromale vormen van autisme. Beide aandoeningen komen frequent voor. Zo wordt verstandelijke beperking geschat op een frequentie van 2-3% in de totale populatie, terwijl de incidentie van autisme lijkt toe te nemen en populatiefrequenties tot wel 1 op 44 worden gerapporteerd. Beide aandoeningen hebben een sterke genetische component, die in de meeste gevallen nog niet volledig ontrafeld is. Omdat de oorzaken van cognitieve aandoeningen genetisch zeer heterogeen zijn, vereist het identificeren van de onderliggende genetische factoren een aanpak die specifiek is voor dit type aandoeningen.

Wij identificeren nieuwe oorzaken van cognitieve aandoeningen, zowel bij zeldzame, getroffen patiënten en families als bij patiënten met specifieke chromosomale afwijkingen, waaronder microdeleties, translocaties en fragiele sites. Om dit te bereiken, integreren en optimaliseren we voortdurend de nieuwste technologieën en ontwikkelen we ook nieuwe methodologieën. Voor de functionele studie van de betrokken genen maken we gebruik van diermodellen en cellulaire ziekte modellen.

Een voorbeeld hiervan is ons functioneel onderzoek naar een knockout-muismodel voor het Fragiele X-syndroom, een veelvoorkomende vorm van cognitieve beperking en autisme. Dit onderzoek heeft geleid tot klinische medicijnonderzoeken bij mensen, wat hoop biedt voor gerichte behandelingen bij patiënten. Om onze inzichten in de moleculaire basis van de ziekte te verdiepen, bootsen we ziekte-gerelateerde mutaties na in menselijke embryonale stamcellen. Deze cellen worden vervolgens omgezet in verschillende soorten hersencellen, zoals neuronen. Op deze manier kunnen we deze aandoeningen bestuderen in ziektespecifiek weefsel.

Fragile X Syndrome research (Mathijs van der Lei)
Helsmoortel-Van der Aa Syndrome research (Claudio D’Incal)
Neurodevelopmental disorder research (Kirsten Van Rossem)
Neurodevelopmental disorder research (Jolien Huyghebaert)
Intellectual Disability research (Post Doc Dale Annear)
ADHD research (Luna Deconinck)

Functional consequences of interneuron abnormalities in the fragile X syndrome.
Het fragiele X-syndroom is de meest voorkomende erfelijke oorzaak van een verstandelijke beperking en autisme, met een prevalentie van ongeveer 1 op de 4000–7000 mannen en 1 op de 6000–11.000 vrouwen. De huidige behandeling is symptomatisch en er zijn nog geen specifieke behandelingsopties voor de aandoening beschikbaar. Combinatietherapieën van nieuwe of hergebruikte beschikbare medicijnen kunnen echter leiden tot een effectievere behandeling van de kernsymptomen van het fragiele X-syndroom, maar een dergelijke aanpak staat voor de uitdaging om meerdere verbindingen en een combinatie van een reeks medicijnen te moeten testen, waarschijnlijk elk in verschillende concentraties. Dit zou voor de huidige aanpak veel te tijdrovend en te duur zijn. Daarom hebben we een veelzijdig platform voor geneesmiddelenscreening ontwikkeld, bestaande uit de multi-elektrode-array (MEA) en live mouse tracker (LMT) om op het eerste gezicht de effectiviteit van nieuwe (combinatie)therapieën te beoordelen. Het MEA-systeem meet real-time elektrofysiologische activiteit, met kwantificering van netwerkparameters van complete neuronale netwerken op een tijdefficiënte manier met hoge doorvoer. De LMT wordt gebruikt voor gedragsanalyse, waarbij tot 35 verschillende (sociale) gedragingen van maximaal vier muizen uit één enkele 24-uurs opname worden ontleed. Het doel van mijn onderzoek is om ons platform voor geneesmiddelenscreening te gebruiken voor de preklinische validatie van nieuwe verbindingen en/of hergebruikte geneesmiddelen voor het fragiele X-syndroom.
PhD student: Mathijs van der Lei
Promotor: Frank Kooy
Molecular and functional study of two frequent syndromic Autism Spectrum Disorders: Helsmoortel-Van der Aa Syndrome and Fragile X Syndrome.
....
PhD student: Claudio D’Incal
Promotors: Frank Kooy & Wim VandenBerghe
Identification of converging Molecular Pathways Across Chromatinopathies as Targets for Therapy.
....
PhD student: Kirsten Van Rossem
Promotor: Frank Kooy
Dissection of the AnkyrinG interactome in a cellular model for neurodevelopmental disorders.
Neurologische ontwikkelingsstoornissen (NDDs) zijn het gevolg van een verstoorde ontwikkeling van het centrale zenuwstelsel (CZS). NDD's kunnen worden veroorzaakt door genetische en omgevingsfactoren, of door een combinatie van beide. De genetische oorzaken van NDD's zijn zeer heterogeen, maar vertonen convergentie op specifieke routes tussen verschillende NDD's. De hypothese of aberraties in genen in dezelfde route of eiwit-eiwit interactienetwerk resulteren in een vergelijkbaar cellulair fenotype, en of de totale mutatiebelasting op het netwerk de fenotypische uitkomst definieert, zal tijdens dit project worden bestudeerd. Omdat er een schaarste is aan ziekterelevant weefsel om te bestuderen, zullen we een cellulair model opzetten om de functionele effecten van mutaties in het AnkyrinG-netwerk te bestuderen. Dat gaan we doen door mutaties in genen van dit netwerk te introduceren in stamcellen die gedifferentieerd worden tot neuronale cellen. Deze gemuteerde cellen zullen functioneel worden beoordeeld. Door dit celmodel te gebruiken zal meer kennis over de relatie tussen verschillende NDD's worden verkregen.
PhD student: Jolien Huyghebaert
Promotor: Frank Kooy & Geert Vandeweyer
Dynamic mutations in intellectual Disability and Autism.
Neurologische ontwikkelingsstoornissen (NDD's), zoals een verstandelijke beperking (ID) en een autismespectrumstoornis (ASS), zijn een groep aandoeningen die de cognitieve vaardigheden en ontwikkeling van mensen beïnvloeden. Recent onderzoek heeft aangetoond dat een specifiek type repetitieve DNA-sequentie, CGG-trinucleotide-herhaling genaamd, een rol kan spelen bij deze aandoeningen. Fragile X-syndroom (FXS), een veel voorkomende vorm van verstandelijke beperking en autisme, is een voorbeeld van een stoornis die verband houdt met deze herhaling. Het aantal stoornissen dat met deze zich herhalende sequenties geassocieerd is, is toegenomen, vooral op het gebied van de neurologie. Veel van deze aandoeningen beïnvloeden de hersenen en het zenuwstelsel, wat leidt tot problemen met denken, bewegen en ontwikkeling. Het is echter een uitdaging om deze aandoeningen te bestuderen en te identificeren, omdat de zich herhalende delen van het DNA moeilijk zijn om mee te werken in het laboratorium, en ze vaak over het hoofd worden gezien in standaard genetische tests. Ons onderzoek was gericht op het begrijpen van de kenmerken van CGG-herhalingen in het hele menselijk genoom en hun verband met neurologische ontwikkelingsstoornissen zoals ID en ASS. Binnen dit onderzoek hebben we verbeteringen toegepast in technologieën voor volledige genoomsequencing (WGS) en bioinformatische analysemethoden om de CGG-herhalingen in het menselijk genoom te bestuderen. Door dit te doen hoopten we licht te werpen op hun rol bij deze stoornissen en nieuwe inzichten te ontdekken over waar CGG-herhalingen mogelijk bijdragen aan tot nu toe geïdentificeerde NDD's.
PhD student: Dale Annear
Promotor: Frank Kooy
Epigenetic factors contributing to ADHD and resillence.
....
PhD student: Luna Deconinck
Promotor: Frank Kooy