Reproductieve biologie
Algemene onderzoekslijn
Het huidig onderzoek in de Reproductive Biology Unit (RBU) groep is gebaseerd op drie pijlers. We doen vergelijkend onderzoek in verschillende zoogdiersoorten (rund, paard, hond, kat, varken en mens).
- Het embryo/de gameet en zijn omgeving
- Cryopreservatie van embryo’s en gameten
- Van stamcel tot eicel en embryo
Lopende doctoraten
Embryo-maternale drachtherkenning bij het paard
Bij het rund en het varken is al bekend dat de drachtherkenning gebeurt door respectievelijke interferon tau en oestrogenen. Bij het paard is de factor die het embryo produceert om aan de merrie de dracht te signaleren nog niet geïdentificeerd. Door middel van onderzoek naar gesecreteerde eiwitten en miRNAs in de baarmoeder bij drachtige en cyclerende paarden pogen wij deze factor(en) te identificeren.
Introductie van Belgisch-witblauw rundvee in Indonesië
De introductie van het Belgisch-witblauwe runderras in Indonesië is een belangrijke stap om de stijgende vleesconsumptie tegemoet te komen. De invoer van diepvriessperma en embryo’s van dit ras was slechts een aanvang, maar door middel van in vitro fertilisatie-experimenten om hittestressgevoeligheid van verschillende runderrassen te vergelijken en door opvolging van de groeicurve van de kalveren geboren in Indonesië kunnen we de ontwikkelingsmogelijkheden van dit runderras in het tropische Indonesië vergelijken met zijn oorspronkelijke habitat, België.
Het belang van extracellulaire vesikels in de in vitro productie van runderembryo’s
In hun eerste levensweek slagen runderembryo’s er in om te overleven in vitro, zonder enige connectie met het maternale voortplantingsstelsel. Autocriene en paracriene communicatie d.m.v. embryotropines stimuleert hun ontwikkeling in het lab. Recent onderzoek toonde aan dat binnen deze groep van autocriene secreties een belangrijke rol is weggelegd voor extracellulaire vesikels (EVs). Extracellulaire vesikels bestaan uit een hydrofiele kern, omgeven door een lipidenmembraan. Zij worden gesecreteerd door o.a. embryonale cellen en kunnen dus enerzijds aangetroffen worden in vloeistoffen in de voortplantingsorganen (in vivo), en anderzijds in het cultuurmedium (in vitro). Vermits zij belangrijke regulatormoleculen bevatten (zoals microRNA, mRNA, lipiden en eiwitten), spelen zij mogelijk een vitale rol in de communicatie tussen embryo’s onderling en embryo’s met hun omgeving. Het doel van mijn onderzoek is om de rol van EVs verder uit te diepen en meer inzicht te creëren in de communicatie van het embryo.
De invloed van extracellulaire vesikels uit pre-ovulatoir follikelvocht op eicelrijping en embryonale ontwikkeling
De mogelijkheid van een eicel om te ontwikkelen tot een vitaal embryo is sterk gereduceerd wanneer deze eicel gerijpt is in vitro in plaats van in vivo. In dit project wensen we de eicelrijping in vitro te verbeteren door toevoeging van extracellulaire vesikels aan het maturatiemedium. Deze extracellulaire vesikels worden geïsoleerd uit pre-ovulatoir follikelvocht en bevatten belangrijke signaalmoleculen. Op deze manier zullen we trachten om de eicelrijping en daaropvolgende embryonale ontwikkeling efficiënter te maken.
Ma Sc. Nima Azari Dolatabad
Het invriezen van eicellen van de merrie
Bewaring bij -196°C laat toe stalen te bewaren voor een lange tijd. Voor de bewaring van eicellen, die de genetica van een vrouwelijk dier bevatten, is een specifieke techniek noodzakelijk, vitrificatie genaamd. Het eerste veulen ter wereld uit een gevitrificeerde eicel werd geboren in ons lab. Momenteel zijn we op zoek we naar strategieën om de efficiëntie van het proces te verbeteren.
drs. Daniel Angel Velez
Langetermijneffecten van signaalmoleculen tijden de eicelrijping in vitro: van onderzoek naar klinische toepassing
Kunstmatige voortplantingstechnieken zijn niet meer weg te denken uit de moderne rundveehouderij. De in vitro productie van runderembryo’s is daar één van: na eicelrijping, bevruchting en embryocultuur in het lab worden de embryo’s worden teruggeplaatst in een koe, wat leidt tot de geboorte van een IVP-kalf. Dit project zoekt naar innovatieve methoden om de in vitro productie te optimaliseren, waarbij de focus ligt op de eicelrijping. Ook trachten we epigenetische wijzigingen, die mogelijk te wijten zijn aan het in vitro milieu, te identificeren en te reduceren bij de resulterende kalveren.
Cryopreservatie van honden sperma en de eerste open spermabank
Als PhD student in het vakgebied ‘voortplanting van de hond’ werk ik aan de optimalisatie van het invriezen van sperma van de reu. Ik onderzoek de biochemische samenstelling van het zaadplasma bij de hond, met als doel de efficiëntie van het invriesproces te verbeteren; in het bijzonder voor stalen die het invriezen slecht overleven. Daarnaast richt ik de eerste open spermabank voor honden op. De spermabank is gebaseerd op spermadonaties van honden en zal ervoor zorgen dat meer honden zich kunnen voortplanten, waardoor de genetische diversiteit binnen de rashondenpopulatie vergroot.
In vitro embryo culture
Na mijn studies Biomedische Technologie in Polen, ging ik aan de start als PhD student aan de Universiteit Gent. Mijn project is interdisciplinair, waarbij ingenieurswetenschappen, chemie en biologie gecombineerd worden voor het verbeteren van in vitro cultuur van embryo's. Het uiteindelijke doel van dit project is om een microfluïdisch systeem te ontwikkelen dat de mechanische en fysieke stimulatie van embryo's in de eileider nabootst in het lab.
drs. Adriana Karcz
Placentale abnormaliteiten tijdens de zwangerschap
Nadat de spermacel en de eicel elkaar gevonden hebben, smelt hun genetisch materiaal samen in de zygote die het prille begin vormt van een dier of mens. Die zygote geeft immers na vele delingen aanleiding tot de miljarden identieke cellen waaruit een mens of een dier bestaat. Soms gaat het fout tijdens één van de eerste delingen en wordt het genetisch materiaal van de eicel of de spermacel afgesplitst in een afzonderlijke cellijn. Sommige pathologische weefsels die voorkomen tijdens de zwangerschap in de baarmoeder van mensen en dieren bezitten genetisch materiaal dat enkel afkomstig is van de vader. In dit onderzoek zullen we in een rundermodel nagaan of vroege abnormale cellijnen aanleiding kunnen geven tot die placentale abnormaliteiten tijdens de zwangerschap.
Identificatie van signaalmoleculen tijdens eicelrijping bij het rund
Hier willen we signaalmoleculen die van belang zijn tijdens de eicelrijping bij het rund identificeren, om zo een beter maturatiemedium te kunnen samenstellen. We zullen een systematisch onderzoek uitvoeren naar kandidaatmoleculenr die betrokken kunnen zijn bij het remodelleren van het eicel epigenoom, en die een invloed kunnen hebben op de chromosomale integriteit, de translatie van maternaal RNA en het verwerven van cytoplasmatische competentie van de eicel. We zullen ons vnl. focussen op proteïnen, exosomen en non-coding RNAs waarbij we gebruik maken van in vitro en in vivo gerijpte cumulus-oocytes-complexen (COCs) van runderen. Door identificatie van de kritische factoren die aanwezig zijn tijdens in vivo maturatie, hopen wij sleutelmoleculen te identificeren die we uiteindelijk kunnen toevoegen aan het maturatiemedium. Dergelijke in vitro gerijpte eicellen zouden aanleiding moeten geven tot meer en betere embryo’s.
Ontwikkeling van een 3D cultuursysteem bij het rund voor follikels
Hier willen we een 3D cultuur systeem opstarten dat beter in staat is om de folliculaire architectuur te bewaren dan de 2D methoden die tot op heden gebruikt worden (en weinig waarheidsgetrouw zijn). Ook extracellulaire vesikels (EVs) van follikelvocht zijn betrekken bij pathways die de follikelgroei en de eicelmaturatie beïnvloeden. We zullen dus ook de invloed van EVs op eicelmaturatie nagaan. Verder is ook gebleken dat eicellen gevoelig zijn aan externe invloeden en aan epigenetische modificaties : daarom zullen we nagaan hoe de verschillende cultuurmethoden een invloed kunnen hebben op epigenetische en chromosomale afwijkingen bij eicel en embryo.