Samenvatting Methoden in biomedisch onderzoek (juni)
Hoofdstuk 8, 9 en 10 zijn van een andere samenvatting (38-52
Hoofdstuk 1: Inleiding
Belang van methoden:
- Antwoorden op Fysiologische / Pathologische vraagstelling
- Methoden nodig om in het lichaam te onderzoeken
- Evolutie (impact en revolutie in geneeskunde)
- Wet lab: vooral werken met oplossingen
- Dry lab: Werken met computers, zodat je niet de hele opstelling nodig hebt. Via
computersimulaties.
Doelstellingen van methoden:
- Overzicht van een aantal belangrijk methoden
- Chemische, biologische en fysische principes van methoden begrijpen
- Leren een strategische keuze te maken voor specifiek biomedische methoden
- Een onderzoeksstrategie opstellen om een concrete biomedisch onderzoek
Hoofdstuk 2: Biomedische vraagstelling en onderzoeksmethodiek
- Fysiologie: Werking van het lichaam
- Pathologie: Ziektes, wat loopt er fout
- Precisie: variabiliteit, maat voor reproduceerbaarheid
- Accuraatheid: nauwkeurigheid, verschil tussen gemeten waarde en de echte
waarde (reële waarde)
- Detectielimiet: gevoeligheid, kleinste waarde die met een bepaalde gekozen
zekerheid kan gemeten worden
1
, - Analytische Range / Dynamic Range: Gebied dat reproduceerbare gegevens
heeft, tussen kleinste en grootste hoeveelheid
- Analytische specificiteit: selectiviteit, mate waardoor andere componenten in het
systeem interfereren
Voorbeeld: Corona Test enkel op corona en niet op andere ziektes
- Robuustheid: mate waarin de methode consistent resultaat geeft ondanks kleine
verschillen in experimentele parameters (pH, temperatuur,...)
- Analytische sensitiviteit: maat van verandering in output ten opzichte van de
verandering in input.
Voorbeeld: Hoe snel de bloeddruk verandert
Niveaus: Organisme - Weefsel - Cel - Subcellulair
Vaak wordt er gebruik gemaakt van modelorganismen, want het is niet altijd ethisch om op
de mens testen te doen
Mens / Modelorganismen: Mens - Muis - Zebravis - Fruitvlieg - Gistcultuur
Conclusie van Modelorganismen: Modelorganismen laten ons toe veel kennis te
verwerven, maar hebben ook hun beperkingen waar we ons bewust van moeten zijn
Open exploratief <-> Hypothese-gedreven onderzoek
Open exploratief Hypothese-gedreven onderzoek
= Onderzoek waarbij we breed gaan = Onderzoek waarbij we een antwoord
zoeken naar een antwoord zonder een vooropstellen (hypothese) en dit toetsen
specifieke richting te kiezen
Voorbeeld: Speelt de vrijzetting van
= Hypothese vrij (gokken is vaak moeilijk, interferonen een bepalende rol bij de
hele genoom screenen is sneller dan in het reactie op een SARS-CoV-2 infectie?
wildeweg zoeken
Voorbeeld: Hoe komt het dat sommige
2
, mensen zo sterk reageren op een
SARS-CoV-2 infectie en andere niet?
Kan door een verschil in genomen zijn, die
zorgt voor een verschillende respons
Fundamenteel / Translationeel / Klinisch onderzoek: Drie soorten onderzoek
- Fundamenteel onderzoek: gericht op een gedetailleerde analyse van de
moleculaire bestanddelen en processen in de cel en in het organisme
- Translationeel onderzoek: maakt de overgang tussen fundamenteel en klinisch
onderzoek
- Klinisch onderzoek: Patiëntgericht
- Optimaliseren van diagnose
- Verbetering van behandeling
- Nieuw geneesmiddel
Vier fasen van Klinisch onderzoek:
1. Fase 1: Eerst toedienen aan een kleine gezonde groep (jonge, gezonde mannen
(+-400 man) mensen. Kijken of de stof veilig is
2. Fase 2: Toedienen aan een kleine groep patiënten (+-600 patiënten)
3. Fase 3: Toedienen aan een grotere groep (+- 3400 patiënten) om te kijken naar de
effectiviteit en veiligheid
4. Fase 4: Toedienen aan een grotere groep patiënten (+-4300 patiënten) om te kijken
naar lange termijn effect en op de markt brengen
Vier manier van analyse
1. In vivo: experiment (bepalingen) op een levend organisme
Voorbeeld: Lichaamstemperatuur, bloeddruk, beeldvorming
2. Ex vivo: Metingen op stalen van een organisme
Voorbeeld: Biopt
3. In vitro: Metingen in de proefbuis
3
, Voorbeeld: Celcultuur, Kloneren
4. In silico: zijn analyses op de computer (dry lab)
Voorbeeld: Voorspelling eiwitstructuren, studie van interactie netwerken tussen
genen, heranalyse van publieke data
Ontwerp van biomedische experimenten
Literatuur: Heeft iemand anders dit
probleem al opgelost?
Biologisch systeem kiezen: mensen
of proefdieren, gezond of ziek,
meten of ook moduleren
Goedkeuring: ethische goedkeuring
Twee grote klassen van methoden
Methoden voor analyse Methoden voor modulatie
= We meten iets = We veranderen iets aan het organismen
zodanig dat iets wordt uitgelokt
Voorbeeld:
- Klinische analyses (hormonen, Voorbeelden:
metabolieten) - Behandeling met inhibitor
- Isolatie, meting, sequentiebepaling van - Transfectie met plasmiden vectoren
DNA - Transgenese
- Analyse van processen - RNA interferentie
Selectie van de methode
4
Hoofdstuk 8, 9 en 10 zijn van een andere samenvatting (38-52
Hoofdstuk 1: Inleiding
Belang van methoden:
- Antwoorden op Fysiologische / Pathologische vraagstelling
- Methoden nodig om in het lichaam te onderzoeken
- Evolutie (impact en revolutie in geneeskunde)
- Wet lab: vooral werken met oplossingen
- Dry lab: Werken met computers, zodat je niet de hele opstelling nodig hebt. Via
computersimulaties.
Doelstellingen van methoden:
- Overzicht van een aantal belangrijk methoden
- Chemische, biologische en fysische principes van methoden begrijpen
- Leren een strategische keuze te maken voor specifiek biomedische methoden
- Een onderzoeksstrategie opstellen om een concrete biomedisch onderzoek
Hoofdstuk 2: Biomedische vraagstelling en onderzoeksmethodiek
- Fysiologie: Werking van het lichaam
- Pathologie: Ziektes, wat loopt er fout
- Precisie: variabiliteit, maat voor reproduceerbaarheid
- Accuraatheid: nauwkeurigheid, verschil tussen gemeten waarde en de echte
waarde (reële waarde)
- Detectielimiet: gevoeligheid, kleinste waarde die met een bepaalde gekozen
zekerheid kan gemeten worden
1
, - Analytische Range / Dynamic Range: Gebied dat reproduceerbare gegevens
heeft, tussen kleinste en grootste hoeveelheid
- Analytische specificiteit: selectiviteit, mate waardoor andere componenten in het
systeem interfereren
Voorbeeld: Corona Test enkel op corona en niet op andere ziektes
- Robuustheid: mate waarin de methode consistent resultaat geeft ondanks kleine
verschillen in experimentele parameters (pH, temperatuur,...)
- Analytische sensitiviteit: maat van verandering in output ten opzichte van de
verandering in input.
Voorbeeld: Hoe snel de bloeddruk verandert
Niveaus: Organisme - Weefsel - Cel - Subcellulair
Vaak wordt er gebruik gemaakt van modelorganismen, want het is niet altijd ethisch om op
de mens testen te doen
Mens / Modelorganismen: Mens - Muis - Zebravis - Fruitvlieg - Gistcultuur
Conclusie van Modelorganismen: Modelorganismen laten ons toe veel kennis te
verwerven, maar hebben ook hun beperkingen waar we ons bewust van moeten zijn
Open exploratief <-> Hypothese-gedreven onderzoek
Open exploratief Hypothese-gedreven onderzoek
= Onderzoek waarbij we breed gaan = Onderzoek waarbij we een antwoord
zoeken naar een antwoord zonder een vooropstellen (hypothese) en dit toetsen
specifieke richting te kiezen
Voorbeeld: Speelt de vrijzetting van
= Hypothese vrij (gokken is vaak moeilijk, interferonen een bepalende rol bij de
hele genoom screenen is sneller dan in het reactie op een SARS-CoV-2 infectie?
wildeweg zoeken
Voorbeeld: Hoe komt het dat sommige
2
, mensen zo sterk reageren op een
SARS-CoV-2 infectie en andere niet?
Kan door een verschil in genomen zijn, die
zorgt voor een verschillende respons
Fundamenteel / Translationeel / Klinisch onderzoek: Drie soorten onderzoek
- Fundamenteel onderzoek: gericht op een gedetailleerde analyse van de
moleculaire bestanddelen en processen in de cel en in het organisme
- Translationeel onderzoek: maakt de overgang tussen fundamenteel en klinisch
onderzoek
- Klinisch onderzoek: Patiëntgericht
- Optimaliseren van diagnose
- Verbetering van behandeling
- Nieuw geneesmiddel
Vier fasen van Klinisch onderzoek:
1. Fase 1: Eerst toedienen aan een kleine gezonde groep (jonge, gezonde mannen
(+-400 man) mensen. Kijken of de stof veilig is
2. Fase 2: Toedienen aan een kleine groep patiënten (+-600 patiënten)
3. Fase 3: Toedienen aan een grotere groep (+- 3400 patiënten) om te kijken naar de
effectiviteit en veiligheid
4. Fase 4: Toedienen aan een grotere groep patiënten (+-4300 patiënten) om te kijken
naar lange termijn effect en op de markt brengen
Vier manier van analyse
1. In vivo: experiment (bepalingen) op een levend organisme
Voorbeeld: Lichaamstemperatuur, bloeddruk, beeldvorming
2. Ex vivo: Metingen op stalen van een organisme
Voorbeeld: Biopt
3. In vitro: Metingen in de proefbuis
3
, Voorbeeld: Celcultuur, Kloneren
4. In silico: zijn analyses op de computer (dry lab)
Voorbeeld: Voorspelling eiwitstructuren, studie van interactie netwerken tussen
genen, heranalyse van publieke data
Ontwerp van biomedische experimenten
Literatuur: Heeft iemand anders dit
probleem al opgelost?
Biologisch systeem kiezen: mensen
of proefdieren, gezond of ziek,
meten of ook moduleren
Goedkeuring: ethische goedkeuring
Twee grote klassen van methoden
Methoden voor analyse Methoden voor modulatie
= We meten iets = We veranderen iets aan het organismen
zodanig dat iets wordt uitgelokt
Voorbeeld:
- Klinische analyses (hormonen, Voorbeelden:
metabolieten) - Behandeling met inhibitor
- Isolatie, meting, sequentiebepaling van - Transfectie met plasmiden vectoren
DNA - Transgenese
- Analyse van processen - RNA interferentie
Selectie van de methode
4
