INHOUDSTAFEL
o 1.1 Inleiding: belang methoden, doelstelling cursus, inpassing in de leerlijnen, inhoud, examens p2
o 1.2 Biomedische vraagstelling en onderzoeksmethodiek p3-5
o 1.3 Studiemateriaal en staalbereiding: humaan organisme, modelsystemenen (weefsel,
xenograLen, weefselcultuur, celculturen, modelorganismen), staalbereiding (staalafname, (micro)-
dissecNe en fracNonele, cel sortering, bewaring en biobanking) p5-22
o 1.4 Basisprincipes en bioveiligheid: inleiding, risicoklassen, contaminaNe en infecNes, procedures
en werkvoorschriLen bioveiligheid, risicohoudend biologisch afval, incidenten p22-27
o 1.5 Elementaire basistechnieken: pipeReren, verdunningen, wegen, buffers en fysiologische
oplossingen, meten van de osmolariteit, pH-bepaling, sedimentaNe en centrifugaNe p28-35
o 1.6 Meten en schaCen: eenheden omzeRen van eenheden, nauwkeurigheid en meeVouten,
systemaNsche fouten, random fouten, absolute en relaNeve fouten, beduidende cijfers, schaRen
van grootheden. Basis van excel (gem, mediaan,…) p36-41
o 1.7 Licht- en fluorescenHemicroscoop: fysica van licht en golven, basisprincipes van opNca,
principe van lichtmicroscoop en fluorescenNemicroscoop, confocale en mulNfoton microscopie
p41-51
o 1.8 LuminescenHe, fluorescenHe: principe, toepassingen in biomedisch onderzoek p51-61
o 1.9 Spectoscopie: infroodscopie, NMR-spectroscopie, massaspectrometrie, UV-zichtbaar licht-
spectroscopie p62-78
o 1.10 Chromatografie: gaschromotografie, vleoistofchromotografie, HPLC,… p79-90
o 1.11 Elektroforese, western blot: principe, toepassingen in biomedisch onderzoek p91-97
o 1.12 Celbiologische methoden: celproliferaNe, celdood, migraNe, invasiteit, Nssue engineering
p97-103
o 1.13 Analyse van DNA: isoleren, in vitro aanmaken van DNA, concentreren, kwanNficeren,
manipuleren, DNA-sequenNebepaling p104-125
1
,1.1 Inleiding en situering
1.1.1 Belang van methoden in het biomedisch onderzoek
Fysiologische/pathologische vraagstelling -> gebruik van methoden -> antwoord
Antwoord is ahankelijk van de gebruikte methode.
Nobelprijzen gewonnen door ontwikkeling van nieuwe biomedische methoden.
Beschikbaarheid van adequate methoden, met hun mogelijkheden & hun beperkingen,
bepalen de opbouw van onze kennis (en de toepassing ervan).
Nu: enorme evoluNe in ontwikkeling van biomedische methoden
-> exponenNële toename in biomedische kennis
-> maatschappelijke impact & revoluNe in de geneeskunde
1.1.2 Doelstellingen van methoden in het biomedisch onderzoek
o Overzicht van aantal belangrijke methoden
- basistechnieken -> ‘omnics’ methodes
- nieuwe ontwikkelingen en perspecNeven o Chemische, biologische
en fysische principes begrijpen van deze methodologie - hoe werken de
methodes? & waarop zijn ze gebaseerd? o Leren een strategische keuze te
maken voor welbepaalde methoden
- mogelijkheden en beperkingen van methoden
- vergelijken van methodes -> afweging voor- & nadelen o Inzicht in
het belang & de impact van specifieke biomedische methoden - wat zijn we
ermee?
- hoe impact op kennis/leven/maatschappij/ethische implicaNes? o
Een onderzoeksstrategie opstellen om een concrete vraag te beantwoorden -
hoe kunnen we methoden combineren?
1.1.4 Inhoud bij elke methode
- Doelstelling van de methode
- Fysische, cehmische of biologische achtergrond
- PrakNsche Nps
- Mogelijkheden en beperkingen - Voor & nadelen
- Toepassing (bv adhv literatuur)
- Ethische aspecten
- Kosten
- Veiligheidsaspecten
- Voorbeeld van resultaten
- PerspecNeven
1.1.6 Examens
Hoe moet ik dit kennen? - overzicht van de verschillende methodes
2
,- inzicht in methodes (principes)
- afweging verschillende methodes (beperkingen & mogelijkheden)
- schriLelijk gedeeldte, met 3 open vragen 10/20 à gepeild naar inzicht leerstof
- meerkeuzevragen 10/20 – giscorrecNe
- formularium: sommige formules moeten gekend zijn, andere worden gegeven indien nodig
- vanaf 2de semester belangrijkste leerstof
- rood op vorige pagina, belangrijk
1.2 Biomedische vraagstelling en onderzoeksmethodiek
1.2.1 Het domein van het biomedisch onderzoek is zeer breed
Disciplines: Fysiologie ---------------------------------- Pathologie :vraagstelling
Hoe werkt ons lichaam? Wat loopt er fout?
Neurowet., cardiologie NeurodegeneraNeve aandoeningen, hart- & vaatziekten
à maatschappelijk belang
Niveaus: Organisme -> weefsel -> cel -> subcellulair (vaak combo van niveaus)
Mens zelf, modelorganismen (bv muis) of modelsystemen (bv celcultuur)
1.2.2 Er is een zeer breed gamma aan vraagstellingen
o Open exploraNef <-> hypothese-gedreven onderzoek
-> Open exploraNef = onderzoek waarbij we breed gaan zoeken naar een antwoord zonder
een specifieke richNng te kiezen
bv. Hoe komt het dat sommige mensen zo sterk reageren op een
SARS-CoV-2 infecNe en anderen niet?
-> Hypothese-gedreven = onderzoek waarbij we een antwoord vooropstellen & dit toetsen
Bv. Speelt de vrijzesng van interferonen een bepaalde rol bij de
reacNe op een SARS-CoV-2 infecNe? -> Hypothese experimenteel
toetsen.
o Fundamenteel / translaNoneel / klinisch onderzoek
-> Fundamenteel/basisch = gericht op een gedetailleerde analyse van de moleculaire
bestanddelen & processen in de cel en in het organisme
-> TranslaNoneel = maakt de overgang tussen fundamenteel en klinisch onderzoek
-> Klinisch = paNënt-gericht
o OpNmaliseren van diagnose
o Verbetering van behandeling
o Nieuw geneesmiddel
o Fasen 1-4. Zie driehoek van ICV
3
,PICO = principe van ‘evidence-based medicine’ = PaNent - IntervenNon - Controls - Outcome
o Analyses in vivo / ex vivo / in vitro / in silico
-> In vivo = bepalingen op levende organismen
Bv. MeNng van lichaamstemperatuur, bloeddruk, medische beeldvorming,..
-> Ex vivo = meNngen op stalen van een organisme
Bv. Immunohistochemie van een biopt,…
-> In vitro = meNngen en manipulaNes in een proeuuis of op cellen
Bv. Celcultuur, kloneren van DNA,…
-> In silico = analyses met een computer
Bv. Voorspelling eiwitstructuur, heranalyse van publieke data,…
1.2.2 Ontwerp van biomedische experimenten
Probleem à Literatuurstudie (peer-review) à Onderzoeksvraag/hypothese à Biologisch
Systeem (gezond-ziek) /Modelsysteem + moduleren à Bepaling van de variabele (wat
meten?) à Keuze van de methode (Hoe meten?) à bepaling aanal stalen à financiering,
goedkeuring en toelaNngen à Uitvoering experiment + staNsNsche analyse à Herhaling
experiment à Formulering van de conclusie
1.2.3 Twee grote klassen van methoden
o Methoden voor analyse - We meten iets
- Klinische analyses (hormonen, metabolieten,…)
- IsolaNe, meNng, sequenNebepaling van DNA,…
- Analyse van processen (gentranscripNe,…)
o Methoden voor modulaNe - We veranderen iets aan het organisme/proefmodel
- Behandeling met inhibitor
- TransfecNe met plasmidenvectoren
- Transgenese
- RNA interferenNe
-…
4
, 1.2.4 Enkele definiGes
- Precisie = variabiliteit = maat voor reproduceerbaarheid -> standaard deviaNe, coëfficiënt
van variaNe
- Accuraatheid = verschil tussen gemeten waarde & de “echte” waarde -> populaNestaNsNek
- DetecHelimiet = gevoeligheid = kleinste waarde die met een bepaalde gekozen zekerheid
kan gemeten worden
- AnalyHsche range/dynamic range = gebied dat reproduceerbare gegevens geeL
- AnalyHsche specificiteit = selecHviteit = mate waardoor andere componenten in het
systeem interfereren
- AnalyHsche sensiHviteit = maat van verandering in output tov de verandering in input
- Robuustheid = mate waarin de methode een consistent resultaat geeL ondanks kleine
verschillen in experimentele parameters (bv. pH, temp,..)
1.2.5 SelecGe van de methode
Criteria:
-Te meten variabele (bv DNA concentraNe, DNA sequenNe, eiwiVosforylaNe, …)
- Vereiste precisie, detecNelimiet (bv hoge VS lage DNA concentraNe)
- Aantal stalen/waarden (bv DNA sequenNe van 1 gen of van hele genoom)
- Beschikbare apparatuur (bv een fluorimeter voor DNA bepaling of een colorimeter)
- Kosten (wat kan ik besteden per assay?)
- Veiligheidsrisico’s (mag ik werken met radioacNviteit, virussen?)
- Vroegere/gepubliceerde ervaringen
- Persoonlijke voorkeur
Les 1: inleiding + les 2: biom vraagstelling, tot hier
1.3 Studiemateriaal
1.3.1 Humaan organisme
o Studies op een organisme zelf
bv klinische test, beeldvorming
o Fysiologische vloeistoffen (Liquid biopsies)
bv. Urine, speeksel, bloed (inclusief cellen), cerebrospinaal vocht (mbv
ruggenmergpuncNe),..
o Weefselbiopten
Bv. Chirurgisch weefsel, naaldbiopten
Voordelen; meest direct relevant voor geneeskunde
Mogelijkheden; vergelijken gezond & ziek, voor en na
behandeling, meNng van parameters in funcNe van leeLijd of uur van de dag, …
Nadelen; beperkte mogelijkheden voor tesNng en modulaNe (ethische principes)
Types studies
- IntervenNonele studie; behandelen / iets uitproberen (bv nieuw geneesmiddel)
- Niet-intervenNonele studie; op basis van waarnemingen (bv bloedafname)
5
o 1.1 Inleiding: belang methoden, doelstelling cursus, inpassing in de leerlijnen, inhoud, examens p2
o 1.2 Biomedische vraagstelling en onderzoeksmethodiek p3-5
o 1.3 Studiemateriaal en staalbereiding: humaan organisme, modelsystemenen (weefsel,
xenograLen, weefselcultuur, celculturen, modelorganismen), staalbereiding (staalafname, (micro)-
dissecNe en fracNonele, cel sortering, bewaring en biobanking) p5-22
o 1.4 Basisprincipes en bioveiligheid: inleiding, risicoklassen, contaminaNe en infecNes, procedures
en werkvoorschriLen bioveiligheid, risicohoudend biologisch afval, incidenten p22-27
o 1.5 Elementaire basistechnieken: pipeReren, verdunningen, wegen, buffers en fysiologische
oplossingen, meten van de osmolariteit, pH-bepaling, sedimentaNe en centrifugaNe p28-35
o 1.6 Meten en schaCen: eenheden omzeRen van eenheden, nauwkeurigheid en meeVouten,
systemaNsche fouten, random fouten, absolute en relaNeve fouten, beduidende cijfers, schaRen
van grootheden. Basis van excel (gem, mediaan,…) p36-41
o 1.7 Licht- en fluorescenHemicroscoop: fysica van licht en golven, basisprincipes van opNca,
principe van lichtmicroscoop en fluorescenNemicroscoop, confocale en mulNfoton microscopie
p41-51
o 1.8 LuminescenHe, fluorescenHe: principe, toepassingen in biomedisch onderzoek p51-61
o 1.9 Spectoscopie: infroodscopie, NMR-spectroscopie, massaspectrometrie, UV-zichtbaar licht-
spectroscopie p62-78
o 1.10 Chromatografie: gaschromotografie, vleoistofchromotografie, HPLC,… p79-90
o 1.11 Elektroforese, western blot: principe, toepassingen in biomedisch onderzoek p91-97
o 1.12 Celbiologische methoden: celproliferaNe, celdood, migraNe, invasiteit, Nssue engineering
p97-103
o 1.13 Analyse van DNA: isoleren, in vitro aanmaken van DNA, concentreren, kwanNficeren,
manipuleren, DNA-sequenNebepaling p104-125
1
,1.1 Inleiding en situering
1.1.1 Belang van methoden in het biomedisch onderzoek
Fysiologische/pathologische vraagstelling -> gebruik van methoden -> antwoord
Antwoord is ahankelijk van de gebruikte methode.
Nobelprijzen gewonnen door ontwikkeling van nieuwe biomedische methoden.
Beschikbaarheid van adequate methoden, met hun mogelijkheden & hun beperkingen,
bepalen de opbouw van onze kennis (en de toepassing ervan).
Nu: enorme evoluNe in ontwikkeling van biomedische methoden
-> exponenNële toename in biomedische kennis
-> maatschappelijke impact & revoluNe in de geneeskunde
1.1.2 Doelstellingen van methoden in het biomedisch onderzoek
o Overzicht van aantal belangrijke methoden
- basistechnieken -> ‘omnics’ methodes
- nieuwe ontwikkelingen en perspecNeven o Chemische, biologische
en fysische principes begrijpen van deze methodologie - hoe werken de
methodes? & waarop zijn ze gebaseerd? o Leren een strategische keuze te
maken voor welbepaalde methoden
- mogelijkheden en beperkingen van methoden
- vergelijken van methodes -> afweging voor- & nadelen o Inzicht in
het belang & de impact van specifieke biomedische methoden - wat zijn we
ermee?
- hoe impact op kennis/leven/maatschappij/ethische implicaNes? o
Een onderzoeksstrategie opstellen om een concrete vraag te beantwoorden -
hoe kunnen we methoden combineren?
1.1.4 Inhoud bij elke methode
- Doelstelling van de methode
- Fysische, cehmische of biologische achtergrond
- PrakNsche Nps
- Mogelijkheden en beperkingen - Voor & nadelen
- Toepassing (bv adhv literatuur)
- Ethische aspecten
- Kosten
- Veiligheidsaspecten
- Voorbeeld van resultaten
- PerspecNeven
1.1.6 Examens
Hoe moet ik dit kennen? - overzicht van de verschillende methodes
2
,- inzicht in methodes (principes)
- afweging verschillende methodes (beperkingen & mogelijkheden)
- schriLelijk gedeeldte, met 3 open vragen 10/20 à gepeild naar inzicht leerstof
- meerkeuzevragen 10/20 – giscorrecNe
- formularium: sommige formules moeten gekend zijn, andere worden gegeven indien nodig
- vanaf 2de semester belangrijkste leerstof
- rood op vorige pagina, belangrijk
1.2 Biomedische vraagstelling en onderzoeksmethodiek
1.2.1 Het domein van het biomedisch onderzoek is zeer breed
Disciplines: Fysiologie ---------------------------------- Pathologie :vraagstelling
Hoe werkt ons lichaam? Wat loopt er fout?
Neurowet., cardiologie NeurodegeneraNeve aandoeningen, hart- & vaatziekten
à maatschappelijk belang
Niveaus: Organisme -> weefsel -> cel -> subcellulair (vaak combo van niveaus)
Mens zelf, modelorganismen (bv muis) of modelsystemen (bv celcultuur)
1.2.2 Er is een zeer breed gamma aan vraagstellingen
o Open exploraNef <-> hypothese-gedreven onderzoek
-> Open exploraNef = onderzoek waarbij we breed gaan zoeken naar een antwoord zonder
een specifieke richNng te kiezen
bv. Hoe komt het dat sommige mensen zo sterk reageren op een
SARS-CoV-2 infecNe en anderen niet?
-> Hypothese-gedreven = onderzoek waarbij we een antwoord vooropstellen & dit toetsen
Bv. Speelt de vrijzesng van interferonen een bepaalde rol bij de
reacNe op een SARS-CoV-2 infecNe? -> Hypothese experimenteel
toetsen.
o Fundamenteel / translaNoneel / klinisch onderzoek
-> Fundamenteel/basisch = gericht op een gedetailleerde analyse van de moleculaire
bestanddelen & processen in de cel en in het organisme
-> TranslaNoneel = maakt de overgang tussen fundamenteel en klinisch onderzoek
-> Klinisch = paNënt-gericht
o OpNmaliseren van diagnose
o Verbetering van behandeling
o Nieuw geneesmiddel
o Fasen 1-4. Zie driehoek van ICV
3
,PICO = principe van ‘evidence-based medicine’ = PaNent - IntervenNon - Controls - Outcome
o Analyses in vivo / ex vivo / in vitro / in silico
-> In vivo = bepalingen op levende organismen
Bv. MeNng van lichaamstemperatuur, bloeddruk, medische beeldvorming,..
-> Ex vivo = meNngen op stalen van een organisme
Bv. Immunohistochemie van een biopt,…
-> In vitro = meNngen en manipulaNes in een proeuuis of op cellen
Bv. Celcultuur, kloneren van DNA,…
-> In silico = analyses met een computer
Bv. Voorspelling eiwitstructuur, heranalyse van publieke data,…
1.2.2 Ontwerp van biomedische experimenten
Probleem à Literatuurstudie (peer-review) à Onderzoeksvraag/hypothese à Biologisch
Systeem (gezond-ziek) /Modelsysteem + moduleren à Bepaling van de variabele (wat
meten?) à Keuze van de methode (Hoe meten?) à bepaling aanal stalen à financiering,
goedkeuring en toelaNngen à Uitvoering experiment + staNsNsche analyse à Herhaling
experiment à Formulering van de conclusie
1.2.3 Twee grote klassen van methoden
o Methoden voor analyse - We meten iets
- Klinische analyses (hormonen, metabolieten,…)
- IsolaNe, meNng, sequenNebepaling van DNA,…
- Analyse van processen (gentranscripNe,…)
o Methoden voor modulaNe - We veranderen iets aan het organisme/proefmodel
- Behandeling met inhibitor
- TransfecNe met plasmidenvectoren
- Transgenese
- RNA interferenNe
-…
4
, 1.2.4 Enkele definiGes
- Precisie = variabiliteit = maat voor reproduceerbaarheid -> standaard deviaNe, coëfficiënt
van variaNe
- Accuraatheid = verschil tussen gemeten waarde & de “echte” waarde -> populaNestaNsNek
- DetecHelimiet = gevoeligheid = kleinste waarde die met een bepaalde gekozen zekerheid
kan gemeten worden
- AnalyHsche range/dynamic range = gebied dat reproduceerbare gegevens geeL
- AnalyHsche specificiteit = selecHviteit = mate waardoor andere componenten in het
systeem interfereren
- AnalyHsche sensiHviteit = maat van verandering in output tov de verandering in input
- Robuustheid = mate waarin de methode een consistent resultaat geeL ondanks kleine
verschillen in experimentele parameters (bv. pH, temp,..)
1.2.5 SelecGe van de methode
Criteria:
-Te meten variabele (bv DNA concentraNe, DNA sequenNe, eiwiVosforylaNe, …)
- Vereiste precisie, detecNelimiet (bv hoge VS lage DNA concentraNe)
- Aantal stalen/waarden (bv DNA sequenNe van 1 gen of van hele genoom)
- Beschikbare apparatuur (bv een fluorimeter voor DNA bepaling of een colorimeter)
- Kosten (wat kan ik besteden per assay?)
- Veiligheidsrisico’s (mag ik werken met radioacNviteit, virussen?)
- Vroegere/gepubliceerde ervaringen
- Persoonlijke voorkeur
Les 1: inleiding + les 2: biom vraagstelling, tot hier
1.3 Studiemateriaal
1.3.1 Humaan organisme
o Studies op een organisme zelf
bv klinische test, beeldvorming
o Fysiologische vloeistoffen (Liquid biopsies)
bv. Urine, speeksel, bloed (inclusief cellen), cerebrospinaal vocht (mbv
ruggenmergpuncNe),..
o Weefselbiopten
Bv. Chirurgisch weefsel, naaldbiopten
Voordelen; meest direct relevant voor geneeskunde
Mogelijkheden; vergelijken gezond & ziek, voor en na
behandeling, meNng van parameters in funcNe van leeLijd of uur van de dag, …
Nadelen; beperkte mogelijkheden voor tesNng en modulaNe (ethische principes)
Types studies
- IntervenNonele studie; behandelen / iets uitproberen (bv nieuw geneesmiddel)
- Niet-intervenNonele studie; op basis van waarnemingen (bv bloedafname)
5
