Wij leggen onze focus op in vitro engineering van functioneel

myocard dat menselijk hartweefsel nabootst, voor de analyse

​van de myocardiale functie

• Wij differentiëren humane pluripotente stamcellen tot functionele cardiomyocyten en bestuderen verschillende genetische hartziektes (zoals Marfan syndroom) met behulp van geïnduceerde pluripotente stamcel (iPSC) technologie.
• Dysfunctie kan het resultaat zijn van een gecompliceerde interactie tussen verscheidene celtypes, waardoor complexere hartmodellen noodzakelijk zijn. Ons doel is om deze interactie na te bootsen met 3D co-culturen van alle celtypes die in het hart voorkomen, inclusief fibroblasten, die de ECM synthetiseren. 
• Wij voeren onderzoek met biomaterialen die geschikt zijn voor de cultivatie van cardiomyocyten, en ontwikkelen verschillende manieren om de functionele eigenschappen van de cardiomyocyten te karakteriseren.

Wij integreren deze in vitro hartmodellen met (genetisch

gemodificeerde) muismodellen

• Cellen communiceren met elkaar en ook met de ECM. Het interne cytoskelet is fysiek geconnecteerd met andere cellen en de ECM via eiwit-eiwit interacties. We hebben reeds verantwoordelijke interactie-eiwitten bestudeerd (bijvoorbeeld alpha-catenines, beta-actine, cadherines).
• Wij onderzoeken de functionaliteit, morfologie, histologie and ultrastructurele eigenschappen van interactie-eiwitloze muisharten. Ook cardiomyocyten afgeleid uit interactie-eiwitloze stamcellen worden onderzocht.
• Het doel van ons werk is niet alleen om 3D in vitro culturen te ontwikkelen, maar ook om 3D reconstructies te maken van de intercellulaire junctie van de intercalaire schijven, verkregen van muismodellen. We hebben reeds gedemonstreerd dat volume scanning electronen microscopie de hechte relatie tussen gap juncties en desmosomen kon blootleggen, alsook hun spatiale distributie in 3D.

We werken samen met experten in verschillende vakgroepen, zoals ingenieurs, experten in biomaterialen, electrophyiologen, genetici en clinici.

We richten ons op de in vitro ontwikkeling van functioneel runderspierweefsel om de productie van gestructureerd gekweekt vlees te bevorderen.

• We produceren embryonale stamcellijnen via IVF en karakteriseren deze voor pluripotentie, trilineage differentiatiepotentieel en genomische stabiliteit.
• We ontwikkelen rundermyoblastcellijnen die worden gekarakteriseerd door CD56 om hun myogene potentieel en geschiktheid voor spierweefselengineering te waarborgen.
• We differentiëren embryonale stamcellen en myoblaststamcellen tot spiercellen, met als doel ons begrip van myogenese te vergroten en de rijping van spierweefsel voor de productie van gekweekt vlees te verbeteren.
• We bestuderen de differentiatie en rijping van spierweefsel in een 3D construct, met als doel een complexere omgeving te creëren en stimulatiemethoden toe te passen om de myogenese te verbeteren.
• We verkennen en testen verschillende voedselveilige biomaterialen die celadhesie en voedingsopname ondersteunen, wat cruciaal is voor de ontwikkeling van spierweefsel met gewenste smaak, textuur en kleur.
• Ons onderzoek omvat ook de karakterisering van de mechanische en biochemische eigenschappen van het ontwikkelde spierweefsel, om ervoor te zorgen dat deze voldoen aan de normen die vereist zijn voor de productie van gekweekt vlees.
• We werken samen met experts op verschillende gebieden, waaronder weefselengineeringgroepen, voortplantingseenheden, ingenieurs, genetici en bedrijven in de biomedische apparatuur- en voedingssectoren, om hun expertise en technologie te benutten.

Super Patch project

​'All-in-one' plasma-ondersteunde ontwikkeling van een hartpatch voor cardiale reconstructie

​​Myocardinfarct (MI) of ischemie komen nog steeds veel voor bij een groot deel van de bevolking en de huidige behandelingen voldoen niet adequaat aan de behoeften van de patiënt. Om aan deze onvervulde medische behoefte te voldoen, hebben we besloten om te werken aan een all-in-one hartpleister die voldoet aan alle criteria voor hartherstel.  

​Ons project vormt een baanbrekende stap richting state-of-the-art technologie door de introductie van plasma-geassisteerde ontwikkeling van een innovatieve hydrogelpatch (HP). Deze HP bestaat uit drie biomimetische lagen, elk met unieke topografische en biochemische signalen. Bij succesvolle implementatie kan deze geavanceerde HP een wezenlijke doorbraak betekenen in de behandeling van klinisch relevant verlies van myocardweefsel.

Om deze ongevulde behoefte in de markt  te overbruggen, richten wij ons op de ontwikkeling van een hoogwaardig innovatief kunstmatig weefsel dat zowel anatomisch als functioneel naadloos integreert met het levende hart.
​

• Ischemische hartziekte treft momenteel ruim 13 miljoen mensen in Europa en blijft een van de belangrijkste oorzaken van sterfte. Ongeveer 14% van de patiënten met een acuut myocardinfarct ontwikkelt binnen vijf jaar hartfalen na een post-ischemisch incident, wat hun vooruitzichten op een curatieve behandeling aanzienlijk beperkt.
• Hartweefselmanipulatie via het ontwerp van celgezaaide hartpleisters (HP’s) wordt steeds intensiever onderzocht als strategie om de myocardiale functie te herstellen. Toch blijven de klinische resultaten suboptimaal door het ontbreken van voldoende mechanische ondersteuning, vascularisatie, adhesie, contractiliteit, uitlijning van Cardiomycytes en elektromechanische voorrijping.
• Onze innovatieve Heart Patch onderscheidt zich door het gebruik van humane geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSC’s) voor het afleiden van Cardiomycytes (CM) en epitheelcellen (EC), die worden gezaaid op synthetische steigers met geavanceerde elektromechanische eigenschappen.
• In samenwerking met diverse UGent-departementen en consortiumpartners Universiteit Hasselt en IMEC, streven we naar de ontwikkeling van een nieuw product en mogelijk meerdere gerelateerde oplossingen met zowel therapeutisch als commercieel potentieel.

CUSTOMEAT.

​​Van in vitro kweek van stamcellen tot design van vlees.

Het CUSTOMEAT-project is een samenwerkingsgericht, fundamenteel onderzoeksinitiatief (type SBO) dat de kennis over fundamentele onderzoeksvragen in kweekvlees onderzoekt en de technologieën biedt die nodig zijn om gestructureerd vlees te produceren in het lab. Dit wordt bereikt door expertise uit de biomedische techniek te integreren met knowhow op het gebied van voedseltechnologie. Verschillende soorten stamcellen, waaronder embryonale stamcellen en myoblaststamcellen, worden onderzocht voor de productie van kweekvlees. Daarnaast zijn er inspanningen gericht op het creëren van een voedselveilige matrix waaraan cellen zich kunnen hechten en die in staat is gezonde voedingsstoffen op te nemen die bijdragen aan de smaak, textuur en kleur van het vlees. De geproduceerde spiercellen en matrix worden vervolgens via weefseltechniek gecombineerd om spierweefsel te creëren. Naast de technische aspecten van de productie, onderzoekt het project ook de maatschappelijke impact van kweekvlees, waaronder de acceptatie en perceptie door consumenten, de milieueffecten en de wettelijke overwegingen.