Scriptiebank overzicht

Spatial transcriptomics was deemed Nature’s method of the year in 2020. Because of these novel technologies, it is now possible to analyze subcellular RNA localization in a systematic and large scale manner. This will allow us to answer interesting fundamental biological questions in a variety of biological domains, in health and disease. However, computational methods to characterize subcellular RNA localization are still in their infancy. We therefore aim to tackle the following questions as part of this master thesis study:
How does one automatically classify whether a gene shows a subcellular localized expression pattern or not?
● Using supervised classification
○ Which classification algorithm is best suited? And how do we train it optimally
○ What is the performance of the optimal model?
○ Can we aggregate model classifications of a gene over every cell, and can we create a reliable statistical test to discern the probability that a gene localizes non-randomly?
○ If we can classify patterns from non-patterns, can we classify which specific pattern it is?
● Can we infer subcellular localization directly from the latent space embedding of an in-house developed neural network model, without training a classifier first?
● Do these results on simulated data generalize to real biological/experimental data?

Na een dwarslaesie worden B-cellen geactiveerd in de periferie, migreren ze naar het ruggenmerg en dragen ze bij aan een inflammatoire en autoreactieve immuunrespons die leidt tot verdere schade. Recentelijk hebben we verhoogde frequenties van CD74-positieve B-cellen aangetoond bij dwarslaesiepatiënten. CD74 fungeert als een receptor voor macrofaag migratie inhibitie factor (MIF) en in de aanwezigheid van accessoire eiwitten, waaronder de co-receptor CD44, activeert de binding van MIF aan CD74 signaalcascades die pro-inflammatoire B-celfuncties stimuleren. Desondanks is de MIF/CD74-as niet onderzocht in B-cellen na een dwarslaesie. Daarom hadden we als doel het immuunprofiel na SCI te bestuderen, evenals de expressie en bijdrage van de MIF/CD74-as aan B-celactivatie bij gezonde individuen en dwarslaesiepatiënten. Met behulp van flowcytometrie observeerden we hogere aantallen B-cellen en lagere NK-cel aantallen in de acute fase vergeleken met de subacute en chronische fasen na het letsel, wat suggereert dat ze respectievelijk betrokken zijn bij de vroege en latere fasen van een dwarslaesie. Bovendien werd een flowcytometriepanel geoptimaliseerd om de expressie van de MIF/CD74-as in B-cellen en andere immuuncellen te bestuderen. In B-cellen van gezonde individuen, observeerden we significante verminderingen in proliferatie en expressie van activatiemarkers CD80 en CD86 na CD44-blokkering, evenals een sterke dalende trend in B-celproliferatie bij MIF-remming. Al met al suggereren onze resultaten een rol voor B-cellen en de MIF/CD74-as bij het optreden van een dwarslaesie.

Histonen zijn eiwitten die het DNA in de celkern helpen oprollen en structureren, zodat het compact blijft en toegankelijk is voor celprocessen. Ze spelen een cruciale rol in genregulatie en de vorming van chromatine. Hoewel de binding van metalen aan histonen al decennia wordt onderzocht, ontbreekt nog steeds overtuigend bewijs voor hun biologische functie. Recente studies toonden wel aan dat koper in de functionele vorm en ijzer in de lineaire vorm aan histonen kan binden. Deze masterthesis onderzoekt of ijzer ook in de biologische conformatie aan histonen kan binden. Hiervoor worden twee modellen ontwikkeld: een eiwitmodel, waarbij bacteriële expressie werd gebruikt om de histonen te vormen en hun ijzerbindingscapaciteit te testen, en een cellijnmodel, waarbij histonen in cellen werden geactiveerd of uitgeschakeld om hun rol in ijzerbinding te bestuderen.

Een bacteriëmie duidt op de aanwezigheid van bacteriën in het bloed. Bacteriëmie kan het gevolg zijn van dagelijkse handelingen zoals tandenpoetsen en flossen. In die gevallen verloopt bacteriëmie meestal asymptomatisch en elimineert het immuunsysteem de binnengedrongen bacterie. Wanneer het immuunsysteem hierin faalt, evolueert bacteriëmie naar een septicemie dat een systemisch inflammatoir respons en infectie omvat. Onbehandeld leidt dit septische shock en mogelijks sterfte. Deze infecties zijn ziekenhuis-geassocieerd of community-acquired en gaan gepaard met hoge morbiditeit en mortaliteit. Preventieve maatregelen en een tijdige behandeling zijn noodzakelijk. In dit laatste vervult het microbiologische labo een onontbeerlijke rol (Christaki & Giamarellos-Bourboulis, 2014; Smith & Nehring, 2023).

In het literatuurgedeelte van dit eindwerk worden bacteriëmie en septicemie algemeen besproken. Er wordt gestart met een introductie van bacteriëmie gevolgd door de klinische verschijnselen. In het deel etiologie wordt omschreven welke criteria bepalen of de bacteriëmie primair of secundair is, alsook ziekenhuis-geassocieerd of community-acquired. De meest frequente oorzaken worden eveneens aangehaald. In het deel incidentie wordt omschreven welke micro-organismen regelmatig geïsoleerd worden bij nosocomiale infecties en met welke hulpmiddelen deze infecties geassocieerd zijn. Hierna volgt de algemene pathogenese van bacteriëmie. De verschillende stappen van het infectieproces en daarbij gebruikte virulentiefactoren worden besproken. Vervolgens wordt de rol van het immuunsysteem in bacteriëmie beschreven. Dit deel start met de immunologische afweermechanismen, gevolgd door de bacteriële virulentiefactoren ter evasie en triggering van het immuunsysteem. De literatuurstudie wordt afgesloten met de antibacteriële therapie in bacteriëmie. In dit deel worden de neveneffecten van breedspectrumantibiotica omschreven en het belang van de terugschroeving tot smalspectrumantibiotica.

In het deel van de casusbespreking worden vijf positieve hemoculturen uitgewerkt. Dit deel start met de omschrijving van de algemene procedure voor de verwerking van positieve hemoculturen. Nadien volgt het principe van de gebruikte toestellen en analyses tijdens het routinewerk. Daarna volgen de uitwerkingen van hemoculturen. Elke casus start met een korte achtergrond en probleemstelling waarin de patiënt zich bevindt. Vervolgens worden de gebruikte materialen en methoden omschreven. Hierna volgen de verkregen resultaten en besprekingen. In de conclusie worden de belangrijkst bevindingen kort aangehaald.

Achtergrond
Ultra High Performance Liquid Chromatography (UHPLC) gekoppeld aan tandem massa spectrometrie
(MS/MS) is een uitermate geschikte techniek voor het uitvoeren van gerichte analyses op een brede
waaier aan moleculen. De techniek kent zowel kwantitatieve als kwalitatieve toepassingen en wordt
gekarakteriseerd door zijn hoge gevoeligheid, selectiviteit, precisie en nauwkeurigheid.
Doel
Het doel van dit onderzoekswerk is om een LC-MS/MS methode te ontwikkelen en te valideren dat
gebruikt kan worden voor de detectie en de kwantificatie van cafeïne in verschillende soorten koffie
en thee.
Methode
Het proces van de LC-MS/MS methodeontwikkeling werd stapsgewijs uitgevoerd. Eerst werden de MS
parameters geoptimaliseerd voor de detectie van cafeïne en de interne standaard paracetamol.
Vervolgens werd de chromatografische methode ontwikkeld met als doel de geschikte combinatie van
mobiele en stationaire fases te vinden, alsook een goede flowsnelheid, eventuele gradiënt en
analysetijd. Tot slot werden de lineariteit, carryover, reproduceerbaarheid, selectiviteit, sensitiviteit,
precisie en nauwkeurigheid van de methode nagegaan volgens de ICH Q2 richtlijnen.
Resultaten
De transities die gekozen werden voor de kwantificatie van cafeïne en paracetamol waren
respectievelijk 195/138 en 152/93. Verder werden de transities 195/110 en 152/110 gebruikt als
kwalitatieve controle. De finale chromatografische analysemethode maakte gebruik van een Kinetex©
C8 (100 x 2,1 mm) analytische kolom als stationaire fase, 10 mM ammoniumformaat + 0,1%
methaanzuur in water als mobiele fase A, methanol als mobiele fase B, respectievelijk ingesteld op
75% en 25%. De flowsnelheid werd ingesteld op 0,4 mL/min, het injectievolume en de analysetijd
bedroegen 2 µL en 3,0 minuten. De validatieparameters waren allemaal binnen de acceptatiegrenzen,
behalve de carryover.
Conclusie
Het doel van dit onderzoekswerk werd bereikt door een LC-MS/MS analysemethode te ontwikkelen
die gebruikt kan worden voor de kwantificatie van cafeïne in koffie en thee. De validatie was nagenoeg
volledig conform aan de Q2 en M10 richtlijnen van het ICH en geeft blijk dat de methode geschikt is
voor gebruik.

Organen geprint op een 3D-bioprinter vereisen net als de organen in ons lichaam een functioneel netwerk van bloedvaten. In deze scriptie werd een nieuwe elastine-rijke bio-inkt ontwikkeld dat de bloedvatvorming zou toelaten. Dit resulteerde uit talrijke printbaarheidsevaluaties en fysiologische testen. Verder werd ook het potentieel van VEGF-producerende cellen geëvalueerd om de vorming van bloedvaten te stimuleren in 3D-gefabriceerde organen. Meer bepaald werden de eiwit productie en overleving van de cellen gekarakteriseerd. Dit werd gevolgd door een test-print waarin de aanwezigheid van VEGF-producerende cellen resulteerde in bloedvatvorming uit een bloedvatcellen aggregaat.

Deze masterthesis behandelt het groeiende probleem van marien bioafval dat wordt gegenereerd door de consumptie van vis en schaaldieren, wat aanzienlijke milieu en socio-economische uitdagingen met zich meebrengt. Met de groei van de wereldbevolking wordt verwacht dat de productie van dergelijk afval zal toenemen, waardoor verantwoorde beheerstrategieën nodig zijn. Daarom werd het valorisatiepotentieel via hydrothermale carbonisatie (HTC) onderzocht. HTC werd op acht vis- en schaaldiersoorten uitgevoerd bij drie verschillende temperaturen (T = 200, 220, 240°C, t = 5u, w/b = 7). De geproduceerde hydrochars (HC) werden gekarakteriseerd door middel van point zero charge (PZC), elementaire en proximate analyse en FTIR. Hun adsorptiekarakteristieken werden geëvalueerd met behulp van kinetische en adsorptiemodellen en via éénpuntsadsorptie-experimenten met een anionische (methyloranje, MO) en kationische (methyleenblauw, MB) kleurstof. Daarnaast werd de invloed van de ionsterkte op de adsorptiecapaciteiten geëvalueerd. HC van schaaldieren vertoonde een hoger rendement (37- 69%) dan HC van vissen (15-22%). Bovendien vertoonde HC van schaaldieren een hogere PZC dan HC van vissen (7,93 versus 6,49). De adsorptiecapaciteit van de HCs (MB: 2,7-10,8 mg/g en MO: 5,9-9,2 mg/g) toonde een hogere adsorptiecapaciteit van MO voor de schaaldieren. De invloed van de ionsterkte in de adsorptie-experimenten werd aangetoond niet significant te zijn. Het verschil in opbrengst, PZC en adsorptieresultaten werd verklaard door de verschillen in de samenstelling van de soort vis en schaaldier, wat benadrukt hoe belangrijk het is om de inherente eigenschappen van de grondstof voor het gebruik van afval te achterhalen.

‘Atomic Universe’ is een krachtige en educatieve werkvorm in de lessen chemie. Met ‘Atomic Universe’ kan je verschillende kaartspellen spelen in de lessen chemie. Het vernieuwend kaartspel maakt jouw chemielessen rijker en leerzamer.
De speelkaarten bevatten modellen van ruimtelijke structuren en een massa gegevens van de eerste 18 elementen uit het PSE van waterstof tot en met Argon. Atomic Universe kan ingezet worden in de verschillende leerstofonderdelen van de lessen chemie in verschillende jaren van zowel de doorstroom- als dubbele finaliteit.
De kaartspellen verhogen het leerrendement van jouw leerlingen en maken jouw chemielessen boeiender en dynamischer. Daarbovenop zet Atomic Universe in op de x-factor in het onderwijs: binding en verbinding met leerlingen en leerkrachten onderling.
Deze krachtige spelvorm is ontstaan uit het onderzoek naar verschillende leerproblemen in de lessen chemie. Deze leerproblemen zijn heel divers en vaak ook leerlinggebonden. De conclusies uit het vooronderzoek brachten naar voren dat de actieve werkvorm zo divers en verschillend mogelijk dienen ingezet te worden. De impact van de kaartspellen in de testmomenten overtroffen de verwachtingen.
Atomic Universe biedt antwoord op verschillende leerproblemen in de lessen chemie. Met de kaartspellen wordt ingezet op herhaling en vastzetting van diverse basisbegrippen en -concepten.

Onze scriptie ontwikkelt alternatieve testmethodes voor de kwalitiet van alternatieve dieselbranstoffen. Deze draagt bij tot een groen levenseinde van onze huidige dieselwagens.

Enkele veelbelovende katalysatoren voor de depolymerisatie van lignine en de dehydratie van 1,3-butaandiol werden gekarakteriseerd. Met behulp van enkele technieken werd de oa. de metaalverdeling op het oppervlak en de zuurheid en basisheid in kaart gebracht. Dit zorgde voor meer inzicht in de katalysatoreigenschappen en kan in de toekomst leidden tot de rendabele productie van duurzame biochemicaliën.

De prognose van FIP bij katten die werden behandeld met een illegaal antiviraal product.

Deze scriptie bevat onderzoek naar meer efficiënte en routinematige screening en kwantificatie-methoden voor Pyrrolizidine-alkaloïden in commerciële thee preparaten.

De black-box synthese van epoxide-gebaseerde dunne film composiet membranen kon beter bergrepen worden door uitgebreide karakterisatie van membranen die werden gesynthetiseerd met strategisch uitgekozen tertiaire amine initiatoren. Zo werden belangrijke initiator eigenschappen duidelijk, alsook welke stappen in de synthese het belangrijkste zijn om zout selectieve membranen te vormen.

Volatolomics-onderzoek naar semiochemicaliën die de terugkeer van overwinterende vliegen naar bepaalde Vlaamse gebouwen verklaren

Er is een gebrek aan kennis over resistentiemechanismen in T-cel acute lymfatische leukemie (T-ALL). Om dit kennistekort te verkleinen wordt in deze thesis de rol van SLC7A11 in de therapierespons van T-ALL onderzocht.

Chirale nanodeeltjes hebben een spiegelbeeld dat zich volledig anders gedraagt. Nanodeeltjes hebben op zich al heel interessante eigenschappen die gebruikt kunnen worden voor allerlei toepassingen in het dagelijks leven, maar chiraliteit doet daar nog een schepje bovenop. In deze scriptie wordt een nieuwe onderzoeksmethode voorgesteld die gebruikt kan worden om de chirale eigenschappen van nanodeeltjes op een kwantitatieve manier te onderzoeken.

Een wiskundig model voor biosensors werd bestudeerd en verschillende transcriptiefactor-gebaseerde biosensors werden ontwikkeld en gekarakteriseerd.

This thesis analysed the effect on material scarcity of the soaring wind and solar markets
as energy sources, together with the deployment of batteries and the green hydrogen production
as storage alternatives. It classed the impact on raw materials in 3 categories: critical, moderated, limited

In deze scriptie werd met behulp van een computationele methode de overeenkomsten en verschillen onderzocht tussen de ziekte van Alzheimer en depressie. Hiervoor werden netwerken geconstrueerd uit data dat voordien al beschikbaar was.

Het gebruik van koud plasma als milde conserveringstechniek is veelbelovend. Maar koud plasma kan ook aanleiding geven tot lipide-oxidatie, een proces dat zowel de kwaliteit als de veiligheid van levensmiddelen kan reduceren. In deze scriptie werd koud plasma toegepast op oliematrices.

De ziekte van Charcot-Marie-Tooth type 1A (CMT1A) is de meest voorkomende genetische zenuwziekte van het perifere zenuwstelsel, waar tot op heden nog geen therapie voor bestaat. In deze scriptie werd er gekeken naar de ziekte-gerelateerde Schwann cellen en hun verandering in membraan- en veteigenschappen in onze humane stam cell modellen. De experimenten van deze scriptie verduidelijken een belangrijk aspect van de CMT1A pathologie.

Geopolymeren worden gemaakt van gesimuleerde in situ grondstoffen die voldoen aan de extreme condities van de planeet Mars. De ontwerpparameters worden geoptimaliseerd om het bouwen op de planeet Mars mogelijk te maken.

Planten parasiterende nematoden vormen een groeiende bedreiging voor de rijstteelt. Geïnduceerde resistentie kan een duurzaam alternatief vormen voor chemische pesticiden door het planten-immuunsysteem te activeren. Deze thesis bestudeert het effect van een plantenafval gebaseerde stimulus, mCCOPE.

In dit werk wordt de dakstructuur van de Shwedagon Pagoda in Yangun (Myanmar), de grootste gouden tempel ter wereld, onderzocht. Het goud dat op koper verlijmd wordt delamineert en moet dusdanig iedere vijf jaar vervangen worden. In deze scriptie wordt worden technieken uit de materiaalkunde gebruikt om de oorzaak van deze delaminatie te achterhalen en moleculen te zoeken die interageren met zowel goud als koper, om zo een geschikte lijm te kunnen samenstellen.

Met deze thesis werd de rol van chirurgie in de behandeling van eierstokkanker na herval gerevalueerd naar aanleiding van de publicatie van twee grote gerandomiseerde studies die de overleving vergeleken tussen vrouwen die chirurgie ondergingen en vrouwen die geen chirurgie ondergingen.

Met behulp van een metabolische netwerkmodel werden de beste genetische ingrepen gezocht die het metabolisme van de bacterie Bacillus subtilis optimaliseren voor biologische ammoniakproductie uit proteïnes. Op die manier kan dit bijdragen aan het sluiten van de menselijke stikstofcyclus.

In mijn scriptie onderzocht ik de rol van BRD4 in de basale transcriptie en reactivatie van HIV. Ik heb ook het effect van BRD4 remming op de transcriptie van LEDGIN-geheroriënteerd provirus bestudeerd. Verder heb ik MLL1 knock down cellijnen gegenereerd om de bijdrage van MLL1 in 'latency reversal' van HIV te onthullen.

Deze masterproef onderzocht nieuwe mogelijkheden voor de differentiële diagnose van unipolaire majeure depressie en de bipolaire stoornis. Zowel optimalisaties als validaties van verschillende protocols werden uitgevoerd om de verzameling en analyse van perifere mononucleaire cellen en neuronale extracellulaire vesikels verder op punt te stellen. Hierbij lag de focus op het ontwikkelen van een nieuwe potentiële bron van biomerkers voor stemmingsstoornissen.

In deze thesis wordt een methode voorgesteld om een chemische kwantificatie van een ternair stabilisatorenmengsel te voltrekken via deep learning en FTIR-analyse. Een menselijke interpretatie wordt bemoeilijkt door een grote hoeveelheid aan pieken die niet individueel toe te schrijven zijn aan individuele stabilisatoren. Daarom wordt deep learning gebruikt om een model op te bouwen dat zelfstandig infraroodspectra kan verwerken. Ook werd geëxperimenteerd met pre-processing om de grote hoeveelheid aan data onder controle te houden.

Onderzoek heeft aangetoond dat de CXCR4 receptor een belangrijke rol speelt bij verschillende kankertypes. Bestaande beeldvorming en therapie zijn niet afdoende voor de nood die er vandaag is. Een theranostische aanpak die specifiek is voor deze receptor zou een waardevolle bijdrage leveren aan de opsporing en behandeling van verschillende kankertypes. DV1-K-(DV3), een peptide bestaande uit D-aminozuren en CXCR4-antagonist, is een interessant vector molecule voor de ontwikkeling van radiofarmaceutische preparaten in een “theranostische setting” en zal voor het eerst getest worden als vectormolecule.