De subsidies zijn bedoeld om veelbelovende ideeën, vernieuwende en risicovolle initiatieven binnen de zeven Exacte en Natuurwetenschappen-disciplines mogelijk te maken. De onderzoeken zijn grensverleggend en op voorhand staat niet vast of de beoogde doelstelling gehaald wordt. Wat telt is dat elk resultaat, zowel positief als negatief, de wetenschap vooruit helpt.
De toegewezen VU-aanvragen (op alfabetische volgorde van aanvrager):
Universitair docent Bioanalytische Chemie Melissa Baerenfaenger voor haar onderzoek GlycoTrace: Het overwinnen van de beperkingen van biomarkers met behulp van glycosyleringssporen van eiwitten afkomstig uit de hersenen.
Het kwijtraken van de rode draad in een gesprek of het gevoel van verwarring op vertrouwde plaatsen kan zowel voor patiënten als voor hun familie beangstigend zijn. Het onderzoek van Baerenfaenger richt zich op het vinden van nieuwe biomarkers voor de vroege opsporing van de ziekte van Alzheimer, zodat patiënten snel de juiste ondersteuning krijgen. Hiervoor bestudeert zij een nieuw type biomarker: suikermoleculen, zogenoemde glycans, die aan herseneiwitten vastzitten en veranderen tijdens de ziekte. Door deze glycanpatronen met massaspectrometrie te analyseren, willen we moleculaire “traces” van Alzheimer identificeren en zo bijdragen aan betrouwbare tests voor een vroege diagnose.
Hoogleraar Medische Microbiologie en Infectiepreventie Wilbert Bitter voor zijn onderzoek Oude medicijnen een nieuw leven inblazen: een in vivo screening van hergebruikte medicijnen om de ontwikkeling van nieuwe tuberculosebehandelingen te versnellen.
Tuberculose is nog steeds een van de dodelijkste infectieziekten ter wereld. De huidige behandelingen zijn langdurig, belastend en worden door toenemende resistentie steeds minder effectief. Bitter gebruikt een nieuwe aanpak door al veilig bevonden medicijnen direct te testen in een levend infectiemodel. Met behulp van zebravisembryo’s die zijn geïnfecteerd met tuberculose-achtige bacteriën, kunnen we snel geneesmiddelen vinden die daadwerkelijk in het lichaam werken, en niet alleen in een petrischaaltje. Deze hele-organisme screening identificeert veelbelovende middelen die traditionele methoden missen en biedt een snellere, veiligere route naar nieuwe tuberculosebehandelingen.
Dennis Botman voor zijn onderzoek Het belichten van glycolytische NAD+-oscillaties om diabetes te begrijpen
Diabetes mellitus treft wereldwijd ongeveer 600 miljoen volwassenen. Hoewel symptomen te verminderen zijn, is er geen genezing, wat de kwaliteit van leven ernstig vermindert. Preventie en genezing vereisen inzicht in hoe pancreatische β-cellen insuline reguleren. Glycolytische oscillaties, cruciaal voor insulineafgifte, worden traditioneel gemeten via NAD⁺ autofluorescentie in extracten of gepoolde culturen. Dit is niet mogelijk in levende individuele cellen vanwege cytotoxische lichtblootstelling. Daarom zijn robuuste, pH-stabiele NAD⁺ sensoren nodig om glycolytische dynamiek op single-cell niveau in levende β-cellen te meten. Botman ontwikkelt deze sensoren via een geoptimaliseerde gist-screening, waarmee gedetailleerde studies en bredere biomedische toepassingen mogelijk worden.
Bioanalytische chemicus Ariadni Geballa-Koukoula voor haar onderzoek BlaDeS-PD: Detectie van α-synucleïne-oligomeren met behulp van een mesje bij de ziekte van Parkinson.
De ziekte van Parkinson treft miljoenen mensen, maar de diagnose komt te laat, wanneer de meeste hersencellen al beschadigd zijn. Geballa-Koukoula ontwikkelt een nieuwe detectiemethode die twee technologieën combineert: gespecialiseerde antilichamen die vroege ziektemarkers herkennen, en een snelle oppervlakte-gebaseerde analysetechniek. In tegenstelling tot huidige methoden die uren voorbereiding vereisen, levert deze aanpak resultaten in minuten terwijl de natuurlijke structuur van ziektemarkers behouden blijft. Deze proof-of-concept studie zal aantonen of deze innovatieve combinatie Parkinson-markers bij zeer lage concentraties kan detecteren.
Shweta Godbole voor haar onderzoek Versnelde diagnose van hersenkanker met proteogenomische analyse van circulerende extracellulaire blaasjes.
Patiënten met een verdenking op hersentumoren presenteren zich vaak met aspecifieke symptomen zoals hoofdpijn, cognitieve veranderingen of visuele stoornissen. De huidige diagnostiek berust op invasieve en belastende procedures, waaronder lumbaalpunctie en hersenbiopsie. Gliomen en primaire CZS-lymfomen (PCNSL) veroorzaken vergelijkbare klachten, maar verschillen fundamenteel in cellulaire oorsprong en vereisen daarom een andere behandeling. De diagnostische vertraging bij PCNSL bedraagt gemiddeld 21–47 dagen, terwijl onbehandelde patiënten een mediane overleving van slechts 1,5 maand hebben. In deze pilotstudie onderzoekt Godbole of proteogenomische analyse van tumor-afgeleide extracellulaire vesikels in bloed kan leiden tot snellere, minder invasieve en nauwkeurigere diagnostiek van PCNSL.
Experimenteel fysisch-chemicus Giulia Lo Gerfo Morganti voor haar onderzoek LiveTrack – Op weg naar directe monitoring van energietransport in biologische systemen.
Inzicht in transportverschijnselen is fundamenteel binnen natuurkunde, scheikunde en biologie. In fotosynthetische systemen is het nog steeds onduidelijk hoe ver en hoe snel energie wordt getransporteerd, terwijl deze kennis cruciaal is voor het verbeteren van de efficiëntie, die momenteel onder de 1% ligt. Het beantwoorden van deze vragen vereist nanometer-ruimtelijke en picoseconde-temporele resolutie bij lage lichtintensiteiten om fotobeschadiging te voorkomen, een combinatie die met conventionele microscopie niet haalbaar is. Lo Gerfo Morganti zal een geavanceerde microscopie-opstelling ontwikkelen om energietransport onder fysiologisch relevante belichting te bestuderen en de eerste directe metingen van nature voorkomende biologische en andere lichtgevoelige materialen mogelijk te maken.
Natuurkundige Ermes Peci voor zijn onderzoek Chiraliteitsgestuurde scheiding van licht voor optische chips van de volgende generatie.
Moderne, op silicium gebaseerde elektronica bereiken hun grenzen wat betreft snelheid en energie-efficiëntie, waardoor nieuwe manieren van informatieverwerking nodig zijn. Het gebruik van licht in plaats van elektrische lading is een veelbelovend alternatief. Peci onderzoekt een nieuw type lichtgebaseerde chip op basis van het ultradunne materiaal molybdeendisulfide, slechts enkele atomen dik. In dit materiaal kan informatie worden gecodeerd in afzonderlijke elektronische "valleien". Door molybdeendisulfide te combineren met speciaal ontworpen optische nanostructuren kan licht uit verschillende valleien worden gescheiden en naar aparte uitgangen worden geleid, wat de weg opent naar snellere en energie-efficiëntere informatietechnologieën.
Natuurkundige Susan Rigter voor haar onderzoek Beweging naar Energie: Metaalvrije perovskieten voor zelfvoorzienende medische apparaten.
Stel je voor: medische apparaten zoals pacemaker die aan hun eigen stroomvoorziening kunnen voldoen. Opladen of batterijen vervangen is niet nodig, waardoor risicovolle operaties overbodig zijn. Rigter onderzoekt een revolutionair alternatief: het gebruik van lichaamsbeweging voor stroomvoorziening, via piëzo-elektrische materialen. Hiervoor gebruikt zij metaal-vrije perovskieten. Dit zijn duurzame, flexibele materialen met veelbelovende piëzo-elektrische eigenschappen. Door componenten in de kristalstructuur te mengen, wil zij deze eigenschappen afstemmen voor optimale energieomzetting bij frequenties van menselijke beweging. Via mechanochemische synthese en nauwkeurige karakterisering levert Rigter een proof-of-concept dat de gezondheidszorg kan transformeren en zelfvoorzienende medische apparaten mogelijk maakt.
Scheikundige Johannes Schneider voor zijn onderzoek Van slangen tot signalen: het ontdekken van nieuwe GPCR-liganden in slangengif.
Schneider onderzoekt nieuwe moleculen die GPCRs kunnen beïnvloeden, belangrijke eiwitten in het lichaam en bij medicijnontwikkeling. Slangengiffen, rijk aan krachtige maar grotendeels onbekende peptiden, worden afgebroken en getest op menselijke cellen om componenten te vinden die deze receptoren activeren of blokkeren. Het resultaat zal leiden tot nieuwe peptideliganden en een snellere methode om vergelijkbare natuurlijke verbindingen te ontdekken.
Alexander Speer voor zijn onderzoek Dodelijke logistiek: het misbruiken van de ijzeren "brievenbus" van tuberculose voor gerichte nanotechnologische sabotage.
IJzer is de brandstof van het leven, en de tuberculosebacterie (Mtb) is er verslaafd aan. Om te overleven, gebruikt Mtb een strikte aanvoerlijn: het stuurt "ijzervangers" uit die via een smalle "brievenbus" in het pantser terugkeren. Wij stellen voor om deze logistiek te saboteren met nanotechnologie. Door ijzervangers te koppelen aan nanobolletjes, creëren we twee wapens: "Vergiftigde Pakketjes" (kleine, toxische bolletjes die naar binnen glippen) en de "Geblokkeerde Brievenbus" (grote bollen die de opening permanent verstoppen). Deze strategie van "Dodelijke Logistiek" gebruikt de kracht van de bacterie tegen zichzelf, door de infectie uit te hongeren of van binnenuit te vernietigen.
Bio-informaticus Olga Tsoy voor haar onderzoek RareNetworks - Zeldzame ziekten ontrafelen met een op onevenwichtigheden gebaseerd scRNA-Seq genregulerend netwerk.
Wereldwijd lijden meer dan 400 miljoen mensen aan zeldzame ziekten. Elke ziekte treft een kleine populatie, wat een cruciale uitdaging met zich meebrengt: data-onbalans. Meestal zijn er 5-10 patiëntmonsters tegenover honderden gezonde. Single-cell RNA-sequencing, een veelbelovende methode voor het identificeren van genen die geassocieerd zijn met zeldzame ziekten, brengt de hoge dimensionaliteit en de natuurlijke variatie tussen cellen. Het RareNetworks project zal sterk onevenwichtige data omzetten in bruikbare informatie: welke genen zijn ontregeld en waarom. We zullen onze methode testen met extreme verhoudingen van 1:50 of hoger, de betrouwbaarheidsgrenzen bepalen en software ontwikkelen voor het ontdekken van therapeutische targets.
Universitair docent Medicinale Chemie Henry Vischer voor zijn onderzoek SpotLIGHT op tumoren: Lichtgestuurde kankermedicijnen in actie.
Optische controle van biochemische processen is een veelbelovende techniek in de biologie en geneeskunde omdat licht niet-invasief is en zeer lokaal voor exact de gewenste tijdsduur kan worden toegepast. In dit XS-voorstel gaat Vischer lichtgevoelige AAN/UIT-schakelbare moleculen ontwikkelen om de histamine H4 receptor (H4R) specifiek in tumoren te activeren, daardoor tumorgroei te remmen en bijwerkingen via dit eiwit elders in het lichaam te vermijden. Deze moleculen zullen worden gesynthetiseerd en vervolgens worden gekarakteriseerd op AAN/UIT-schakelen door licht. Geschikte moleculen zullen getest worden op licht-afhankelijke stimulatie van H4R gemedieerde anti-tumor activiteit op cellen en (in de toekomst) muis tumor modellen.
De wetenschappers ontvangen maximaal € 50.000.