7 ECTS credits
175 u studietijd
Aanbieding 1 met studiegidsnummer 4012693FNR voor alle studenten in het 1e semester met een gespecialiseerd master niveau.
Deel Drug Design:
De volgende onderwerpen worden voorgesteld:
Deel Modelleren van biomedische systemen:
In dit partim zal aan de hand van verschillende farmacokinetische en farmcodynamische parameters en modellen uitgelegd worden hoe het lichaam omgaat met toegediende geneesmiddelen en welke effecten deze geneesmiddelen hebben op het lichaam. Gebruik makende van wiskundige modellen zal de opname, distributie en eliminatie van het geneesmiddel en de kwantitatieve fysiologische respons van het lichaam beschreven worden. Het belang van dosering (inclusief het effect van ziektetoestand) en methode van toediening wordt aangeleerd, met bijzondere aandacht voor “controlled-release” technieken.
Deel Gene Therapy & Gene Editing:
Basisaspecten van Gentherapie:
1) Niet-virale gentransfer methoden:
i) Stabiele vs. tijdelijke transfectie (lipofectie, calcium fosfaat transfectie, electroporatie, …)
ii) Technologie op basis van transposons (bijv. Sleeping Beauty)
2) Virale gentransfer:
i) Retrovirale vectoren
ii) Lentivirale vectoren
iii) Adeno-geassocieerde virale vectoren
iv) Adenovirale vectoren
v) Oncolytische virussen
- De productiemethoden om deze verschillende gen-afleverende vectoren te generen zullen in detail worden besproken.
- De eigenschappen van elk van deze gen-afleverings methoden worden in detail besproken op het gebied van werkzaamheid en veiligheid. De veiligheidskwesties zullen zich richten op genotoxiciteit en de gevolgen voor het immuunsysteem van gentransfer.
3) Geavanceerde concepten in gentransfer en ‘gene editing’:
i) ‘Gene editing’ met designer nucleases (ZFNs , CRISPR/Cas9, TALENs): gerichte gencorrectie en integratie in ‘safe harbour’ loci; ‘on-target’ & ‘off-target’ effecten
ii) Gen silencing met behulp van dominant-negatieve eiwitten en RNA interferentie
iii) Genetische modificatie van somatische cellen
iv) Genetische modificatie van stam cellen (iPS cellen, ES cellen, hematopoietische stam cellen): voor-en nadelen voor regeneratieve geneeskunde
4) Voorbeelden van preklinische gentherapie studies met verschillende (virale) vectoren
- Gentherapie voor monogenetische ziekten (hemofilie, Duchenne spierdystrofie, Leber congenitale amaurosis, SCID, thalassemie), diabetes, kanker, enz.
Alle powerpoint slides zijn toegankelijk via Canvas.
Deel Gene Therapy & Gene Editing:
Powerpoint slides zijn toegankelijk via Canvas. De lessen gaan alternerend door op campus Jette en campus Etterbeek met teleclassing, zodat de studenten zich niet hoeven te verplaatsen. De lessen die in Jette gedoceerd worden, zullen dus per tele-classing ‘live’ uitgezonden worden naar Etterbeek en vice versa. Ook discussie en Q&A met de docent blijven mogelijk met deze teleclassing faciliteit.
Deel Drug design (Steven Ballet)
Organisch chemische principes zijn vitaal bij het ontwerpen van geneesmiddelen en bij de interpretatie van hun werking. Naast een beschrijving van de ontwikkeling van een aantal modelgeneesmiddelen worden de biochemische werkingsmechanismen, het structuur-activiteitsverband, de bereiding en de chemische eigenschappen in detail besproken. Terzelfdertijd wordt ook aandacht besteed aan enkele theoretische en praktische aspecten van "drug design". De geneesmiddelen worden voor deze bespreking ingedeeld volgens hun biochemisch werkingsmechanisme. De elementaire aspecten van geneesmiddelensynthese worden eveneens summier aangebracht. Kennismaking met de fysicochemische achtergrond van moleculaire interacties en hoe deze worden aangewend voor de ontwikkeling van geneesmiddelen.
Gezien het beperkte tijdsbestek is het hier geenszins de bedoeling alle klassen van geneesmiddelen systematisch te bespreken, maar via enkele representatieve voorbeelden een bepaald principe toelichten.
De student kan:
Deel Modelleren van biomedische systemen (Ken Broeckhoven)
De studenten begrijpen de belangrijkste farmacokinetische parameters.
De studenten begrijpen de mechanismen van geneesmiddelentransport in het menselijke lichaam.
De studenten zijn in staan de farmacokinetsche parameters toe te passen om de concentratie van eens geneesmiddel in het lichaam in functie van de tijd te voorspellen.
De studenten kunnen de vereiste doseringshoeveelheid en snelheid van toediening van een geneesmiddel bepalen, rekening houdend met ziektetoestanden.
De studenten kunnen de effecten van niet-lineaire farmacokinetiek voorspellen.
De studenten begrijpen de relatie tussen concentratie en effect van een geneesmiddel (farmacodynamica).
De studenten begrijpen het belang van controlled-drug-release.
De studenten zijn in staan mechanismen van controlled drug release uit te leggen.
Deel Gene Therapy & Gene Editing (Thierry VandenDriessche)
De studenten zijn vertrouwd met i) de gentransfer/gentherapie problematiek op somatische en germinale cellen (transgenese) en (ii) het gebruik van embryonale en volwassen stamcellen in biotechnologische en biomedische toepassingen.
De beoordeling bestaat uit volgende opdrachtcategorieën:
Examen Mondeling bepaalt 83% van het eindcijfer
Examen Schriftelijk bepaalt 17% van het eindcijfer
Binnen de categorie Examen Mondeling dient men volgende opdrachten af te werken:
Binnen de categorie Examen Schriftelijk dient men volgende opdrachten af te werken:
Deel Drug Design
Mondeling examen met schriftelijke voorbereiding en schriftelijk examen
Deel Modelleren van Biomedische Systemen
Mondeling examen met schriftelijke voorbereiding
Deel Gene Therapy & Gene Editing
De beoordeling bestaat uit volgende opdrachtcategorieën:
Examen Mondeling bepaalt 100% van het eindcijfer
Binnen de categorie Examen Mondeling dient men volgende opdrachten af te werken:
Toelichting: Kennis en begrip worden geëvalueerd via een mondeling examen gebaseerd op een Powerpoint presentatie van een recent wetenschappelijk artikel op het vlak van gentherapie, gepubliceerd in een vooraanstaand wetenschappelijk tijdschrift. De relatie tussen en begrip van het lesmateriaal is een belangrijke factor. Examinatie vindt plaats in het Engels of Nederlands, afhankelijk van het feit of er al dan niet Engelstalige studenten aanwezig zijn.
Aanvullende info m.b.t. evaluatie
Het examen omvat een presentatie van 12 minuten over een artikel naar keuze, gebaseerd op de artikelen die beschikbaar zijn op het Canvas platform in de Gene Therapy module. De presentatie is typisch gebaseerd op maximaal 15 slides. De presentatie wordt gevolgd door een interactieve sessie van ongeveer 5 minuten, waarbij er vragen gesteld worden over (i) de inhoud van de presentatie en (ii) de relatie hiervan tot de cursus (bijvoorbeeld: indien u een onderwerp kiest met betrekking tot lentivirale vectoren, dan dient u de eigenschappen van deze vectoren te kennen en hoe ze geproduceerd worden, en motiveren waarom deze specifieke vector gebruikt werd in deze studie, en geen ander type zoals AAV). De Powerpoint slides van de Gene Therapy hoorcolleges zijn beschikbaar op Canvas.
Het examen/de presentatie zal plaatsvinden buiten de reguliere examenperiode.
De presentatie dient gemaakt te worden met Powerpoint, Keynote of een gelijkaardig format, en dient een introductie, doelstellingen, resultaten en conclusie te bevatten. De presentatie moet ook een kritische beoordeling van de paper/manuscript bevatten (dwz. wat zijn de beperkingen van de studie en hoe kun je deze verbeteren?).
Het doel is echt om te beoordelen of u de concepten die u geleerd heeft in de hoorcolleges toe te passen in een nieuwe context, op basis van een aantal recente artikelen in toptijdschriften i het onderzoeksdomein met een hoge impact factor (Nature journals, Science, New Engl J Med, etc. …). De studenten blijven aanwezig tijdens de hele sessie, teneinde op een interactieve manier vragen te stellen aan hun medestudenten. De studenten geven een peer-assessment score voor elke presentatie in hun respectievelijke sessie.
Het eindcijfer zal afhangen van:
1. Kwaliteit en structuur van de slides
2. Duidelijkheid van de mondelinge presentatie
3. Antwoorden op vragen (inzicht in de leerstof)
4. Kritische beoordeling van de bevindingen van het te bespreken artikel
+ Peer-assessment score
Eindcijfer is het gemiddelde van de drie delen.
Om te slagen voor dit studiedeel dient een minimum score van 10/20 behaald te worden voor elk individueel partim.
Indien de student minstens de helft van de punten behaalt voor een partim, dan worden deelcijfers overgedragen naar de tweede zittijd en naar het eerstkomende academiejaar.
Deze aanbieding maakt deel uit van de volgende studieplannen:
Master in de bio-ingenieurswetenschappen: cel- en genbiotechnologie: medische biotechnologie