MED-VK30-01
Stamcellen, Organoïden en Organs-on-Chips in toegepast en fundamenteel onderzoek
Cursus informatieRooster
CursusMED-VK30-01
Studiepunten (ECTS)3
CategorieB2 (Tweede jaar bachelor)
VoertaalNederlands
Aangeboden doorRadboud Universiteit; Faculteit der Medische Wetenschappen; Geneeskunde;
Docenten
Docent
prof. dr. R.E. Brock
Overige cursussen docent
Docent
dr. W.P.R. Verdurmen
Overige cursussen docent
Examinator
dr. W.P.R. Verdurmen
Overige cursussen docent
Contactpersoon van de cursus
dr. W.P.R. Verdurmen
Overige cursussen docent
Collegejaar2023
Periode
KK2  (06-11-2023 t/m 28-01-2024)
Aanvangsblok
KK2
Onderwijsvorm
voltijd
OpmerkingDoelgroep GNK - BMW - THK
K2 week 10 en K3 week 1
Inschrijven via OSIRISJa
Inschrijven voor bijvakkersNee
VoorinschrijvingNee
WachtlijstNee
PlaatsingsprocedureOp basis van loting
ToelichtingOp basis van loting
Cursusdoelen
Na afloop van deze module kan je:
  • Begrijpen hoe geïnduceerde pluripotente stamcellen door repogrammering verkregen kunnen worden uit somatische cellen;
  • Begrijpen hoe het zelf-organiserende potentieel en differentiatie eigenschappen van stamcellen de vorming van verschillende soorten organoïden mogelijk maken, en hoe zich de functie verhoudt tot het nagebootste orgaan;
  • Begrijpen hoe het design van organs-on-chips het nabootsen van een specifieke orgaanfunctie mogelijk maakt;
  • De eigenschappen van iPSCs, organoïden en organ-on-a-chip systemen op waarde beoordelen voor het beantwoorden van fundamentele en meer klinisch georiënteerde onderzoeksvragen;
  • De voor- en nadelen van de ontwikkeling van een iPSC-model, een organoïde of organ-on-a-chip voor een specifiek orgaan of ziektebeeld vanuit biologisch oogpunt beschrijven.
Inhoud
Sinds het baanbrekende werk in 2006 van Dr. Yamanaka aangaande de ontwikkeling van de technologie van geïnduceerde pluripotente stamcellen (ìn het Engels ‘induced pluripotent stem cells’ of iPSCs) waarvoor in 2012 de nobelprijs werd uitgereikt is het gebruik van stamcellen in onderzoek in een stroomversnelling geraakt. Het is een zogeheten ‘enabling technology’ die voor een groot gedeelte verantwoordelijk is geweest voor de opkomst van het onderzoeksveld van organoïden. Samen met technologische ontwikkelingen die ten grondslag liggen aan de opkomst van organs-on-chips, is het duidelijk dat deze technologieën in de komende jaren een steeds grotere rol gaan spelen in het onderzoek naar ziekteprocessen, het ontwikkelen van therapieën en daarmee gepaard het vervangen van klassieke dierproeven. Hoewel het Radboudumc een eigen Stem Cell Technology Center heeft, een snel toenemend aantal onderzoeksgroepen kent die met organoïden en organ-on-a-chip technologie werkt, wordt er op dit moment aan deze ontwikkelingen nauwelijks aandacht besteed in de kerncurricula. Desondanks neemt de kans sterk toe dat studenten hiermee in aanraking zullen komen na hun studie. Door deze cursus zullen studenten bekend worden met het veld en de huidige en toekomstige rollen van iPSCs, organoïden en organs-on-chips in fundamenteel onderzoek en medicijnontwikkeling beter kunnen inschatten. De nadruk ligt hierbij op de concepten die ten grondslag liggen aan de toepassingen en niet zozeer de technische aspecten. Deze cursus kan gezien worden als een verdieping en verbreding van het bestaande curriculum die niet alleen relevant is vanuit wetenschappelijk oogpunt, maar ook met betrekking tot de uitoefening van personalized medicine in de kliniek, waar genoemde technologieën ook in toenemende mate een rol spelen. De cursus gaat daarmee in op huidige trends en anticipeert of toekomstige ontwikkelingen en zal daarmee de geïnteresseerde student beter voorbereid maken op een toekomst waarin deze technologieën een prominente rol zullen krijgen.
  • Ter achtergrond, iPSCs zijn pluripotente stamcellen zijn cellen die door reprogrammering van verschillende typen somatische cellen gegenereerd kunnen worden. Ze kunnen onder andere gebruikt kunnen worden voor het genereren van diverse, gepersonaliseerde ziektemodellen voor onderzoek. Organoïden zijn kunstmatig groeiende ‘klompjes’ van (meestal humane) cellen die tevens organen nabootsen. Het zelf-organiserende potentieel via zelfvernieuwing en differentiatie van stamcellen speelt hierbij een essentiële rol; vaak wordt er gebruik gemaakt van iPSCs. Organs-on-chips zijn kleine ‘chips’ of ‘microfluidic devices’ voor het kweken van cellen en extracellulaire matrixmaterialen op een zodanig wijze dat ze orgaanfuncties nabootsen. In de chips kunnen vloeistoffen met grote precisie gecontroleerd worden, waardoor specifieke orgaaneigenschappen nauwkeurig nagebootst kunnen worden. Voor organoïden en organs-on-chips geldt dat de cellen in een 3D omgeving kunnen groeien die de in vivo situatie goed nabootst, en dat fysiologische en pathologische processen onderzocht kunnen worden die niet goed in 2D celkweken of in eenvoudigere 3D kweken onderzocht kunnen worden. Er zijn ook belangrijke voordelen ten opzichte van diermodellen, waar veel factoren lastig te controleren zijn en er per definitie sprake is van gebruik van (deels) niet-menselijke cellen.
Toetsing
  • Journal club mondelinge presentaties (50%)
Groepjes van 2 of 3 studenten bereiden een kritische bespreking (presentatie) van 15 minuten voor over een toegewezen artikel. De waardering van dit onderdeel zal plaats vinden op basis van de voorbereiding van de slides, de presentatie zelf en hoe goed / inzichtelijk vragen beantwoord worden. Hiertoe zal een rubric aangeleverd worden.
  • Essay (50%)
Gebaseerd op de vergaarde kennis tijdens deze cursus zullen individuele studenten een kort essay (perspectief) schrijven van maximaal 2 pagina’s (font 12, Times New Roman, line spacing 1.0), waar de voor- en nadelen van het nabootsen van een orgaan naar keuze in een organ-on-a-chip of organoïde, evt. op basis van iPSCs, zullen worden bediscussieerd. De discussie dient verwijzingen naar alternatieve onderzoeksmethodologieën te bevatten. Het essay zal worden beoordeeld op basis van de helderheid, de balans en de kwaliteit van de argumentatie. Een rubric voor de beoordeling zal worden aangeleverd.

Leeractiviteiten
  • Inleidende hoorcolleges                                                  3 SBU contact
  • Literatuur lezen / voorbereidende E-learnings              23 SBU
  • Verdiepende hoorcolleges aangaande toepassingen
(1 SBU iPSC / 1 SBU organoïden / 1 SBU organs-on-chips)     3 SBU contact
  • Responsiecolleges E-learnings                                       2 SBU contact
  • Interactieve werkgroepen                                                4 SBU contact
  • Voorbereiding Journal club sessies begeleid                  4 SBU contact
  • Voorbereiding Journal club sessies onbegeleid            20 SBU
  • Praktikum: Lab tour                                                         1 SBU contact
  • Inloopmoment vragen / RC voor journal club / essay    1  SBU contact
  • Presentaties: Journal clubs (2 sessies van 3 uur)          6 SBU contact
  • Voorbereiding en schrijven essay                                 13 SBU

Totaal voor gehele cursus                                             80 SBU (24 SBU contact)

De cursus betreft 3 ECTS (84 SBU) 
 
Werkvormen
Cursus
AanwezigheidsplichtJa

Toetsen
Tentamen
Weging1
ToetsvormTentamen
GelegenhedenBlok KK2, Blok KK3