Research and innovation at the VUB: Core facilities and Infrastructure platforms

Research and innovation, alongside education, is the major core task of a university. To this end, the VUB offers its scientists core facilities and infrastructure platforms. Core facilities are autonomous units within the VUB that have highly qualified personnel and specialized equipment and make it available to the research community at economic prices. Infrastructure platforms, on the other hand, open up research facilities such as instruments to the entire VUB research community.

An overview of the new devices

Versatile mass spectrometry platform for in-depth molecular and pharmacokinetic characterisation of small molecules, peptide and proteinogenic lead compounds

Supervisor: Prof Steven Ballet

Mass spectrometry (MS) is used for the characterisation of chemical compounds based on their mass. Within the Organic Chemistry Research Group, the technique is used to confirm the identity, purity and molecular fingerprint of peptides and (tagged) proteins. These peptides are created to, for example, bind to specific receptors to have an effect on conditions such as chronic pain. The new MS platform is the only one of its kind in Belgium and will allow the analysis of molecules ranging from small compounds to proteins present in biological and blood samples. Thanks to the platform, the peptides created in the research group can be characterised in greater detail, allowing them to be used more accurately.

CASA PETIt: CAmera for Small Animal PET-Imaging’

Supervisor: Prof Nick Devoogdt

PET is the preferred method for non-invasive imaging in patients. It uses radioactive tracers that target diseased cells and is used for the diagnosis and monitoring of patients with cancer or cardiovascular, metabolic and inflammatory diseases. The new PET camera system allows the non-invasive evaluation of biological and pathological processes in mice and rats, using existing and new tracers developed at VUB. This equipment, consisting of a PET component for imaging the tracer signal and a CT component for accurate anatomical localisation, will be implemented in the new In Vivo Cellular and Molecular Imaging Core Facility and will be indispensable for the development of new PET tracers that can then be applied in the clinic for improved diagnostics.

A platform for next generation comprehensive proteome analysis: liquid chromatography trapped-ion-mobility time-of-flight (LC-timsTOF) mass spectrometry

Supervisor: Prof Sebastiaan Eeltink

Proteomics or proteome analysis is the comprehensive characterisation of the proteins of a biological system. The gold standard technique is proteomics based on liquid chromatography mass spectrometry (LC-MS), where protein mixtures are first cleaved and the resulting peptides are then characterised based on mass spectrometry. This new device will realise a proteomics platform at VUB, which will be optimised to achieve unprecedented resolution and ultra-high detection sensitivity. The device will be used for the accurate characterisation of biomarkers – molecules that indicate the presence of a disease or disorder and can provide clues for new therapeutic strategies. For example, diagnostic biomarkers for certain types of cancer or parasitic infections will be investigated, potentially leading to earlier diagnoses and the development of new therapies.

Inductively coupled plasma mass spectrometry: optimising for different research domains.

Promotor: Prof Steven Goderis

Mass spectrometry (MS) is used for the characterisation of chemical and biological mixtures. The basis of the technique is the transformation of the molecules of a sample into ions that can be characterised based on their mass. The new ICP-MS (inductively coupled plasma mass spectrometry) will be connected to two additional systems that are also being bought thanks to this funding, allowing more detailed analysis to be made of samples even when the amount of available material is very limited. This is crucial for research into the composition of samples such as rare fossils or meteorites, where the integrity must be guaranteed as much as possible. With this new device, an extremely versatile, efficient and contemporary platform will be set up and optimised, which targets a wide range of materials, from minute mineral phases in meteorites, microfossils, shells and bones, to plant material and aerosols. This will result in highly innovative scientific research in various areas. The device will be part of the new Materials Characterisation Core Facility.

Intravital imaging as a tool to bridge the gap between macroscopic in vivo imaging and microscopic analysis of tissues

Supervisor Prof Sophie Hernot

Intravital microscopy is a powerful imaging technique that allows the investigation of dynamic processes in living animals. This closes the gap between imaging at the macroscopic level and microscopic analysis, which means important biological processes and new therapeutic strategies can be more thoroughly investigated in their natural environment, taking into account the complexity of living beings. For example, an important line of research by the researchers is to develop nanobody tracers that will be used for the accurate diagnosis of tumours, which may lead to more targeted therapy. Intravital microscopy will contribute to more detailed knowledge about the optimal characteristics of these nanobody tracers. Intravital microscopy has thus become an indispensable technology to answer important fundamental and applied research questions of VUB researchers. The new intravital microscope will be part of the recently established In Vivo Cellular and Molecular Imaging Core Facility.

SPECY-SORT: SPEctrale flowCYtometer en celSORTer

Promotor: Prof. Damya Laoui

Via flowcytometrie kunnen meerdere parameters van individuele levende cellen geanalyseerd worden, om zo inzicht te krijgen in welke eiwitten door de cellen uitgedrukt worden en in welke hoeveelheid. Zo kan bepaald worden welke celtypes in een staal van bijvoorbeeld een tumorcel aanwezig zijn en wat hun eigenschappen zijn. Op die manier wordt de functie van de cellen gekarakteriseerd, waardoor een gerichte therapeutische strategie kan ontworpen worden. In vergelijking met conventionele flowcytometers biedt deze nieuwe spectrale flowcytometer betere mogelijkheden om de specifieke parameters van cellen te onderscheiden van achtergrondsignalen en verbeterde gevoeligheid voor het meten van zwakke markers. Dankzij deze techniek kunnen subpopulaties van cellen nog meer in detail onderzocht worden, zodat op termijn nog gerichtere therapeutische interventies kunnen worden ontwikkeld. Deze nieuwe spectrale cel sorteerder zal de nieuwe core facility Flowcore versterken.

Single-cell eiwit analyse in intacte weefsels

Promotor Prof. Kiavesh Movahedi

Single-cell sequencing maakt het mogelijk om RNA- en eiwitexpressie in duizenden individuele cellen te meten. Deze technologie heeft zich ontpopt als een baanbrekende innovatie die een revolutie teweegbrengt in het biomedisch onderzoek. Ons nieuwe ultramoderne toestel laat ook toe om de ruimtelijke informatie over de cellen te behouden; een belangrijke volgende stap om celpopulaties in intacte weefsels in kaart te brengen. Zo kunnen nieuwe inzichten worden verworven in de weefselarchitectuur en in interacties tussen cellen. Dit toestel zal ondermeer worden ingezet voor het verdere onderzoek naar macrofagen in de hersenen en hun rol in glioblastoom, een bepaald type hersentumor. De nauwkeurige karakterisatie van populaties van macrofagen en hun functies in het weefsel is cruciaal om meer kennis te verkrijgen over deze cellen met als uiteindelijk doel het ontwikkelen van een nieuwe therapeutische aanpak gericht op deze cellen.

Thermische activiteitsmonitoring microcalorimetrie: vanuit fundamentele thermodynamische principes naar een breed scala aan praktische toepassingen.

Promotor Prof. Nico Van den Brande

Thermische activiteitsmonitoring microcalorimetrie is de meest gevoelige calorimetrische meettechniek, en is in staat om warmte-effecten over een tijdsschaal van dagen tot maanden te meten. Hierdoor is deze techniek als enige geschikt om processen te bestuderen die sterk vertragen rond een bepaalde temperatuur, zoals het verharden van niet-traditionele cementen of de rechtstreekse meting van metabolische processen. Omdat deze techniek relatief onbekend is in het gebied van materiaalonderzoek, is er veel potentieel en interesse voor het toepassen ervan bij academische en industriële partners, die werken in vakgebieden waar het rechtstreeks meten van thermodynamische grootheden zeer belangrijk is maar vaak nog niet werd geprobeerd. De microcalorimeter zal bijvoorbeeld worden ingezet voor onderzoek naar zelfhelende materialen, waarbij het helingsproces over verschillende dagen in detail kan gevolgd worden. Dit toestel zal ongetwijfeld leiden tot belangrijke inzichten op het gebied van materiaalonderzoek. De microcalorimeter zal deel uitmaken van de nieuwe core facility Materials Characterisation.

Meer info about core facilities en infrastructuur: https://www.vub.be/nl/ons-onderzoek/onze-visie-en-missie/optimale-onderzoeksomgeving/core-facilities-infrastructuurplatformen