Hoofdstuk 3 Flashcards

1
Q

Embryonale stamcellen ESC

A
  • Bron: vnl embryo’s v enkele dagen oud
  • Pluripotent
  • Kunnen lange tijd gekweekt worden (veel telomerase activiteit)
  • Toepassing: modelsysteem voor ziekten (mutatie)
  • Nadelen:
    > Etihische controverse
    > Bij inspuiting in dier/mens
    - Pre-differentiatie ndz, onbehandelde embryonale stamcellen injecteren kan kanker veroorzaken
    - Onbehandelde ‘vreemde’ embryonale stamcellen injecteren kan afstotingsreactie veroorzaken
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Adulte stamcellen (Bron, Functie, …-potent, celdelingen en klinische toepassingen)

A
  • Bron: beenmerg, bloed, vetweefsel, navelstrengbloed
  • Herstelsysteen voor het lichaam
  • Multipotent (veelzijdigheid afh van weefsel van origine) bv:
    > Hematopoietische stamcellen: vormt verschillende bloedcellen
    > Endothele stamcellen
    > Neurale stamcellen
    > Testiculaire cellen
  • Aantal celdelingen beperkt (geen telomerase)
  • Klinische toepassingen:
    > Stamceltransplantatie bij bepaalde kankers, immunodeficienties
    > Autoloog (patient krijgt eigen stamcellen terug)
    > Allogeen (patient krijgt stamcellen van donor)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Geinduceerde pluripotente stamcellen iPSC

A
  • Gedifferentieerde adulte cellen bv: fibroblasten uit huidbiopt
  • Cellen gedwongen om te de-differentieren door toevoegen eiwitten belangrijk voor ES cel pluripotentie –> iPSC
  • iPSC –> differentiatie mogelijk tot vele celtypes (pluripotent)
  • Groeien goed (veel telomerase activiteit)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Stamcellen (werkwijze)

A
  • Aan primaire cellen eiwitten toevoegen die nodig zijn voor pluripotentie
  • Ontstane geinduceerde pluripotente stamcellen verder behandelen met andere eiwitten om specifieke celtypes aan te maken bv: neuronen, hartcellen
  • Verschillende eiwitcombinaties nodig per celtypes
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Stamcellen (voordelen)

A
  • Kunnen als bron gebruikt worden om alle celtypes in vitro aan te maken
  • Geinduceerde pluripotente stamcellen kunnen lang geexpandeerd worden
  • Kunnen patient-specifiek gemaakt worden: modelsysteem voor ziekten (mutatie)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Stamcellen (nadelen)

A
  • Karyotype (chromosomen) moet gecheckt worden
  • Differentieren tot een bepaald celtype nog niet goed gecontroleerd
  • Variabiliteit van lijn tot lijn
  • Weinig robuuste differentiatieprotocols
  • Vereisen dure cultuurmedia
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Organoiden (bron, functie, wat en toepassing)

A
  • Bron: afkomstig van primair weefsel, embryonale stamcellen of geinduceerde pluripotente stamcellen
  • In staat tot zelf-hernieuwing
  • 3D cellulaire cluster in een matrix (gel, membraan): meer differentiatie en zelf organizatie dan gewone 2D celcultuur in medium
  • Toepassing: organ-on-a-chip, chip als matrix
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Organoiden (voordelen)

A
  • Meer gelijkaardig en samenstelling en architectuur aan primair weefsel
  • Voor verschillende weefsels mogelijk
  • Makkelijk manipuleerbaar
  • Kan lang in cultuur gehouden worden
  • Stocks (cryopreservatie) mogelijk
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Organoiden (nadelen)

A
  • Interactie met micro-omgeving (bv: immuuncellen) ontbreekt
  • Complexere ziektemodellen blijven moeilijk na te bootsen
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Organoiden (voorbeeld)

A
  • mini-brein
    –> bron: ESC en iPSC
    –> methode: air-liquid interface
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Weefselculturen (werkwijze, voorbeeld, voordelen en nadelen)

A
  • Werkwijze: stukje primair weefsel afnemen van patient en in cultuur brengen
  • Voorbeeld: huidweefsel in cultuur (skin explant)
  • Voordelen:
    > Behoudt cel-cel interacties
    > Makkelijk manipuleerbaar
  • Nadelen:
    > Beperkt houdbaar
    > De-differentiatie
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Modelorganisem (wat)

A

Levensboom met evolutionaire afstand tot de mens, uitgedrukt als splitsing in miljoen jaren op basis van de gelijkenis van genen en eiwitten

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Modelorganismen (voordelen)

A
  • Eenvoudigere fysiologie dan humaan in sommige organisemen
  • Manipulatie mogelijk en eenvoudiger
  • Makkelijk meetbare parameters
  • Snel kweken
  • Goedkoop
  • Goede databanken
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Modelorganisme (nadelen)

A
  • Verschillen tov mens
  • Ethische vraagstukken
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Modelorganisme (mogelijkheden)

A
  • Kunnen leiden tot inzichten in belangrijke fysiologische en ziekte-mechanismen
  • Ontwikkelen van nieuwe behandleingen: goede voorbeelden, maar aandacht voor verschillen modelorganismen-mens
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Modelorganismen (ethische vraagstukken)

A
  • Goedkeuring Ethische Commissie Dierproeven KU Leuven voor gewervelde modelorganismen
  • Gepaste zorg
  • Opleiding voor alle personeel en onderzoekers
  • 3 V’s
    > Vervangen van proefdieren door andere onderzoeksmethodes
    > Verminderen van aantal proefdieren
    > Verfijnen van de proeven voor beter dierenwelzijn
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Gist (Saccharomyces cerevisae) (wat)

A
  • Bakkersgist/biergist
  • Eencellig
  • Meest eenvoudige eukaryote organisme: cellen hebben kern met chromosomen (DNA)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

Gist (voordelen)

A
  • Kan makkelijk en goedkoop gekweekt worden
  • Erg korte generatietijd: 1,5-2u bij 30°C
  • Kan gemakkelijk genetisch geewijzigd worden (genetische modificatie)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

Gist (toepassingen)

A
  • Studie van celdeling en geconserveerde cellulaire processen
  • Studie van proteine-proteine interacties
  • Aanmaak van recombinante eiwitten
    > Voor onderzoek
    > Als geneesmiddel bv: insuline
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

Worm (Caenorhabditis elegans) (wat)

A
  • Transparante nematode
  • Komen voor als hermafrodiet of mannetjes
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

Worm (voordelen)

A
  • Kan gemakkelijk en goedkoop gekweekt worden op bacteriebodem
  • Legt 300 (hermafrodiet) tot 1000 (bevruchting door mannetje) eieren, nieuwe generatie elke 3-4 dagen
  • Levensverwachting 2-3 weken bij 20°C
  • Kunnen makkelijk ingevroren en bewaard worden
  • Transparant
  • Één van de eenvoudigste organismen met een zenuwstelsel: hemafrodiet heeft 302 neuronen, volledig in kaart gebracht
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

Worm (toepassingen)

A
  • Goed model voor studie van celdeling (meiose) en celdood (apoptose), ontwikkelingsprogramma van alle cellen volledig in kaart gebracht
  • Goed model voor studie met gewijzigde genexpressie: indompeling in oplossing van of injecteren met interferend RNA dat genexpressie stil legt, of voeden met getransformeerde bacterien die RNA tot expressie brengen
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
23
Q

Fruitvlieg (Drosophila melanogaster) (voordelen)

A
  • Klein en makkelijk te groeien
  • Kan gemakkelijk en goedkoop gekweekt worden op dieet van suikers en eiwitten
  • Zichtbaar met blote oog
  • Vrouwtjes leggen 100 tal eitjes per dag die na 12-15u uitkomen bij 25°C, nieuwe generatie elke 10 dagen
  • Leversverwachting 30 dagen bij 29°C (langer bij koudere temperatuur)
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
24
Q

Fruitvlieg (toepassingen)

A
  • Vormde de basis voor de ontdekking van de chromosomen
  • Goed model voor ontwikkeling en genetica
  • Mutagenese: genetische wijzigingen aanbrengen
  • Transgenese: gen van andere diersoort inbrengen (fluorescente eiwit-merker)
25
Q

Zebravis (Danip rerio) (voordelen)

A
  • Vertebraat
  • Klein: embryo 3,5 mm, volgroeid 4 cm
  • Ontwikkelt snel: belangrijke organen gevormd 5 dagen na bevruchting, 3-4 maanden totvolgroeit
  • Produceert veel eitjes 300-400 per week
  • Embryo’s ontwikkelen buiten moeder: makkelijk te bestuderen
  • Embryo’s zijn doorzichtig (fluorescente merkers)
26
Q

Zebravis (toepassingen)

A
  • Belangrijk model voor genetische studies en embryologie
  • Grootschalige screenings met mutagenese: genen uitschakelen –> verband tussen gen en effect
  • Grootschalige screenings door beinvloeden van genexpressie (RNA of morfolino’s)
  • Toxicologische studies
27
Q

Kikker (Xenopus laevis en Xenopus tropicalis) (voordelen)

A
  • 300-1000 eitjes per keer, ovulatie geinduceerd met hormonen
  • Na ongeveer 4 maanden (tropicalis) of 12 maanden (laevis) volswassen
  • Levensverwachting is enkele jaren
  • Laevis eicellen zijn één van de grootste gekende cellen –> makkelijk te manipuleren en onderzoeken
  • Eicellen en embryo’s buiten lichaam en robuust –> ontwikkeling goed te observeren
28
Q

Kikker (nadelen)

A
  • Laevis genoom is zeer complex: minder geschikt voor genetische studies
29
Q

Kikker (toepassingen)

A
  • Veel gebruikt voor ontwikkelingsstudies
  • Extracten van eicellen of embryo’s gebruikt als cel-vrij model voor de studie van cellulaire processen
  • Goed model om genexpressie te beinvloeden
30
Q

Muis (Mus musculus) (voordelen)

A
  • Relatief klein
  • Reproduceren snel: 15 nakomelingen per worp, 1 worp per maand
  • Cryopreservatie van embryo’s is mogelijk
  • Grote genetische gelijkenis met mens
  • Grote fysiologische gelijkenis met mens
  • Inteeltstammen zijn genetisch homogeen
31
Q

Muis (nadelen)

A
  • Relatief duur
  • Muis is geen mens, belangrijke verschillen bv: immuunsysteem
  • Geinduceerde ziektemodellen zijn slechts model voor bepaalde aspecten van ziekte bij mens, meestal niet representatief voor alle aspecten van de ziekte
32
Q

Muis (toepassingen)

A
  • Nieuwe mutanten kunnen makkelijk gegenereerd worden door bestraling, chemische mutagenese of transgenese of knock out/knock in
  • Gehumanizeerde muismodellen, die een humaan eiwit produceren
  • Studie als ziektemodel: vele ziekten bij mens komen spontaan bij muis voor, andere kunnen geinduceerd worden
33
Q

Types muizenstammen

A
  • Outbred vs inbred
  • Recombinante stammen: kruising tussen 2 stammen
  • Mutante stammen: bevatten een genetische wijziging
34
Q

Andere genetische aspecten in vergelijking mens - modelorganismen

A
  • Organisatie van chromosomen
  • Organisatie van genen, volgorde op chromosomen
  • Gelijkenis in genen/eiwitten
  • Niet-eiwit coderend DNA
35
Q

Xenograften (wat, voorbeeld, regels, voordelen en nadelen)

A
  • Transplantatie van humaan weefsel in muis
  • Voorbeelden van weefsel: primair weefsel of kankercellijn
  • Muis moet immunodeficient zijn (anders afstoting van menselijk weefsel)
  • Toestemming ethische commissie proefdieren en proefpersonen nodig
  • Voordelen:
    > Laat toe testen uit te voeren in vivo die op mens niet mogen/kunnen
  • Nadelen:
    > Artificieel: mens-muis / immuundeficient
    > Relatief duur
36
Q

Subcutaan

A

onderhuids

37
Q

Orthotopisch

A

Op dezelfde plaats als in het oorspronkelijk weefsel

38
Q

Staalbereiding

A
  • = cruciale stap in het onderzoek
  • De hoeveelheid van het staal bepaalt mede welke methode we kunnen gebruiken
  • De kwaliteit van het staal bepaalt in grote mate de kwaliteit van de resultaten
    > Vele componenten in biologische stalen zijn instabiel
    > Voor sommige toepassingen moeten cellen levensvatbaar blijven
    > Contaminatie vermijden
    > Bewaring kan veranderingen induceren
  • Studie-ontwerp: één specifieke toepassing nu versus biobank
39
Q

Fysiologische vloeistoffen en cellen (staalname)

A
  • Soms invloed van tijdstip, maaltijd, seizoen, …
  • Bloed hemaan, afhankelijk van hoeveelheid nodig:
    > Venapunctie met vacuumtubes = 10-100 ml
    > Vingerprik, hielprik = <0,05 ml
  • Bloed muizen: staart of wang
  • Cerebrospinaal vocht: ruggenmergpunctie of lumbaalpunctie
  • Speeksel
  • Urine
  • Stoelgang voor microbioom
  • Slijmvlies neus of keel
40
Q

Fysiologische vloeistoffen en cellen (transport en verwerking)

A
  • Temperatuur: kamertemperatuur, ijs, droogijs, …
  • Tijd tussen staalname en verwerking omwille van stabiliteit en wijzigingen, vaak binnen 2-4 uur
41
Q

Bloedcomponenten

A
  • Rode bloedcellen = erythrocyten –> geen kern
    > Grootste fractie van bloedcellen (5x10ˆ9 cellen/ml bloed)
  • Witte bloedcellen = leukocyten –> kern
    > Polymorfonucleaire cellen = granulocyten: 60%
    > Perifeer bloed mononucleaire cellen = PBMCs = monocyten en lymfocyten: 2x10ˆ6 cellen/ml bloed, meest relevante cellen voor meeste studies
  • Plasma = vloeistof
    > 50% van het bloedvolume
42
Q

Keuze bloedtubes in functie van de studie

A
  • Verschillende vacuumtubes afhankelijk van doelstelling
  • Antistollingsmiddel = anticoagulans nodig?
    > Serum: geen antistollingsmiddel of zelfs stollings versneller
    > Plasma, cellen, …: antistollingsmiddel nodig
  • Keuze antistollingsmiddel:
    > EDTA: DNA/RNA/eiwit, bloedcellen
    > Heparine: klinische chemie, niet voor DNA/RNA (interfereert met PCR)
    > Citraat: stollingsonderzoek
  • Onmiddelijk RNA stabilisatie met RNA bewaarmiddel = RNA later
43
Q

Plasma (staalbereidingsmethode)

A

Na centrifugatie van bloed in vacuumtube met anticoagulans

44
Q

Serum (staalbereidingsmethode)

A

Zonder stollingsfactoren: na bloedstolling en centrifugatie, vacuumtube zonder anticoagulans of meestal speciale tube (versnelt stolling, scheidt serum en bloedklonter)

45
Q

PBMC isolatie

A

Lymfocyten en monocyten uit bloed isoleren door centrifugatie, vaak startbasis voor verdere experimenten

46
Q

Chirurgisch of dissectiespecimen (voor-, nadeel en voorbeeld)

A
  • Biopsie = weefsel van levend organisme
  • Voordeel: veel materiaal
  • Nadeel: variabele en lange collectietijd, beperkte beschikbaarheid bij mens (post-mortem)
  • Voorbeeld: lever, hersenweefsel
47
Q

Endoscopisch (bij binnenin kijken) (voor-, nadeel en voorbeeld)

A
  • Voordeel: minder invasief
  • Nadeel: weinig materiaal
  • Voorbeeld: stukje darmweefsel
48
Q

Naaldbiopten (voor-, nadeel en voorbeeld)

A
  • Voorbeeld: snelle afname
  • Nadeel: weinig materiaal
  • Voorbeeld: naaldbiopt van borst, tumor
49
Q

Huid: incisie of punchbiopten (voordeel en voorbeeld)

A
  • Voordeel: punchbiopt minder invasief
  • Voorbeeld: voor fibroblasten
50
Q

Transport en verwerking (weefsel)

A
  • Temperatuur
  • Tijd tussen staalname en verwerking
  • Tijd tussen overlijden en staalname (bij post-mortem materiaal)
51
Q

Bewaring (weefsels)

A
  • Tijdelijk op ijs
  • Eventueel stabiliseren van RNA bv: RNAlater
  • Invriezen
  • Fixeren van structuren: infiltreren met vloeistof en verharden
52
Q

Organisatie (weefsels)

A
  • Labelen
  • Databank
  • Bij humaan materiaal: ethische aspecten
53
Q

Invriezen (weefsels) (principe, voor- en nadelen)

A
  • Principe: invriezen in isopentaan gekoeld door vloeibaar stikstof (voorkomt vriesartefacten)
  • Voordelen: laat snel verder onderzoek toe bv: cryocoupes
  • Nadelen: reversibel, niet compatibel met alle toepassingen
54
Q

Fixatie (weefsels) (wat, chemische fixatie, voor- en nadelen)

A
  • = Stabiliseren van structuren om weefseldegeneratie te voorkomen
  • Chemische fixatie
    > Cross-linking fixatie: voorkomt covalente bindingen tussen eiwitten = aldehydes meest gebruikt
    &raquo_space; Formaldehyde oplossing = formaline
    &raquo_space; Glutaraldehyde
    > Denaturerende fixatie: alcoholen
    > Kwikverbindingen
    > Oxiderende verbindingen bv: permanganaat
    > Picrinezuur
  • Microgolf straling: µsec - 2 min
  • Voordelen:
    > Laat bewaring van weefsel voor verder onderzoek toe
  • Nadelen:
    > Chemische fixatie realtief traag (opname door weefsel)
    > Elke fixatie induceert chemische wijzigingen en artefacten, kan interfereren met verder onderzoek bv: formaldehyde beschadigt ook DNA/RNA
55
Q

Verdere verwerking na fixatie

A
  • Verharden van weefsel
  • Coupes maken met microtoom
  • Cyrocoupes
56
Q

Verharden van weefsel (4 stappen)

A
  • Dehydratie: behandeling met stijgende concentratie ethanol
  • Xyleen bad om ethanol te verwijderen
  • Inbedding in paraffine of epoxy hars
  • Bewaren op kamertemperatuur voor vele jaren
57
Q

Coupes maken met microtoom (na fixatie van weefsel)

A
  • Dunne snedes weefsel maken
  • Verschillende messen naargelang hardheid materiaal en toepassing (licht- of elektronenmicroscopie)
    > Klassiek scheermesje
    > Glas
    > Diamant
    > Laser
58
Q

Cyrocoupes (na fixatie van weefsel) (5 stappen, voordelen, nadelen en toepassing)

A
  • = coupes maken met cryotoom in compartiment met vloeibare stikstof voor ingevroren weefsel (cryomicrotoom of cryostat)
  • Fixeren optioneel
  • Inbedden in gepaste matrix
  • Invriezen in isopentaan gekoeld door vloeibare stikstof
  • Snijden met een cryomicrotoom
  • Voordelen:
    > Snelle processing
    > Beter voor detectie van componenten die opgelost of gedenatureerd worden
    > Detectie van enzymactiviteit
    > Eiwitten, DNA, RNA kunnen later nog gebruikt worden
  • Nadelen:
    > Secties van lagere kwaliteit dan paraffine techniek
  • Toepassing: snelle diagnostiek tijdens chirurgie