Cursus Moleculaire diagnostiek_2025-2026.pdf

# Variaties in DNA Het opsporen van variaties in DNA is cruciaal in biomedisch onderzoek en diagnostiek, met toepassingen variërend van erfelijke aandoeningen en kanker tot de identificatie van micro-organismen. Deze variaties kunnen op verschillende niveaus optreden, van grote chromosomale veranderingen tot kleine mutaties in de DNA-sequentie, en hebben uiteenlopende gevolgen voor het fenotype [8](#page=8). ### 1.1. DNA-variaties op niveau van chromosomen #### 1.1.1. Polyploïdie en trisomie Polyploïdie verwijst naar cellen die meer dan twee exemplaren van elk chromosoom bezitten, in tegenstelling tot het normale diploïde aantal ($2n$). Bij mensen is $n=23$, dus $2n=46$. Triploïdie ($3n$) en tetraploïdie ($4n$) kunnen ontstaan door onregelmatigheden tijdens de celdeling, zoals non-disjunctie van chromosomen tijdens de meiose, wat kan leiden tot een diploïde eicel die bevrucht wordt door een haploïde zaadcel, resulterend in een triploïde zygote. Hoewel polyploïdie bij zoogdieren vaak niet levensvatbaar is, komt het bij planten en sommige andere dieren wel veelvuldig voor [8](#page=8). Trisomieën ontstaan door non-disjunctie tijdens de meiotische deling, wat resulteert in een extra chromosoom. Voorbeelden van autosomale trisomieën zijn trisomie 21 (Downsyndroom), trisomie 18 (Edwardsyndroom) en trisomie 13 (Patausyndroom). Geslachtsgebonden trisomieën omvatten het Klinefeltersyndroom (XXY) en Turner syndroom (X0) [9](#page=9). > **Voorbeeld:** Een karyogram van een patiënt met trisomie 21 toont drie exemplaren van chromosoom 21, wat leidt tot het Downsyndroom [9](#page=9). #### 1.1.2. Chromosomale translocaties Translocaties zijn veranderingen waarbij stukken van chromosomen van plaats verwisseld worden [9](#page=9). * **Reciproke translocaties:** Hierbij wisselen twee niet-homologe chromosomen DNA-segmenten uit. Dit kan leiden tot verstoring van genfuncties, verandering van genexpressie door een andere promotor, of de creatie van hybride fusie-eiwitten, zoals het bcr-abl gen op het Philadelphia chromosoom bij chronische myeloïde leukemie (CML) [10](#page=10) [9](#page=9). > **Voorbeeld:** De reciproke translocatie tussen chromosoom 8 en 14 is geassocieerd met het Burkitt lymfoom [9](#page=9). * **Niet-reciproke translocaties:** Hieronder vallen inversies binnen hetzelfde chromosoom of Robertsoniaanse translocaties, waarbij één chromosoom aan een ander vasthecht [10](#page=10). #### 1.1.3. Chromosomale deleties en inserties Bij deleties verdwijnen delen van een chromosoom, met als gevolg het verlies van genen. Grote deleties leiden vaak tot syndromen, zoals het Cri-du-chat syndroom door een deletie op 5p. Kleine deleties en inserties van enkele baseparen worden verder besproken als INDELs. Deleties kunnen ontstaan door ongelijke crossing-over tijdens de meiose [10](#page=10). #### 1.1.4. Chromosomale duplicaties Duplicaties ontstaan ook door ongelijke crossing-over tijdens de meiose, waarbij een chromosoom een bepaald DNA-fragment tweemaal bevat. De grootte van duplicaties kan variëren, van microscopisch detecteerbaar tot duplicaties van enkele tot duizenden baseparen [10](#page=10). > **Tip:** Ongelijke crossing-over tijdens de meiose kan zowel leiden tot deleties op het ene chromosoom als tot duplicaties op het andere [11](#page=11). #### 1.1.5. Chromosomale inversies Een inversie is een segment van een chromosoom dat 180° gedraaid is binnen hetzelfde chromosoom. Dit veroorzaakt geen verlies van genetische informatie, maar kan wel de gensequentie herschikken [11](#page=11). ### 1.2. DNA-variaties op niveau van DNA #### 1.2.1. SNPs en INDELs * **SNPs (Single Nucleotide Polymorphisms):** Dit zijn substituties van één enkele nucleotidebase in de DNA-sequentie [11](#page=11). * **INDELs (Insertions/Deletions):** Dit zijn kleine deleties of inserties van één of enkele baseparen [11](#page=11). Deze variaties kunnen leiden tot verschillende gevolgen voor het eiwit en fenotype: * **Missense mutatie:** Een basensubstitutie resulteert in een ander aminozuur [12](#page=12). * **Nonsense mutatie:** Een codon wordt veranderd in een stopcodon (TAA, TAG, TGA), wat leidt tot vroegtijdige translatie-stop en een verkort, meestal niet-functioneel eiwit [12](#page=12). * **Anti-nonsense mutatie:** Een stopcodon muteert naar een codon voor een aminozuur, wat resulteert in een langer eiwit [12](#page=12). * **Silent mutatie:** Een basenpaarverandering leidt niet tot een aminozuurverandering [12](#page=12). * **Frameshift mutatie:** Een deletie of insertie van een aantal basenparen dat geen veelvoud is van drie, verstoort het leesraam van de mRNA-sequentie. Dit leidt vaak tot een vroegtijdig stopcodon en een niet-functioneel eiwit [12](#page=12). > **Voorbeeld:** Beta zero-thalassemieën kunnen veroorzaakt worden door frameshift mutaties [12](#page=12). * **Splice site mutaties:** Mutaties op de grens van een exon en intron beïnvloeden het splicingproces, waardoor intronen niet (volledig) verwijderd worden of exonen juist worden uitgesplitst [12](#page=12). * **Transcriptionele mutaties:** Mutaties in flankerende regio's (5' of 3') kunnen het transcriptieniveau van een gen veranderen [13](#page=13). > **Voorbeeld:** Bij bèta-thalassemie kan een verandering in de TATA-box leiden tot verminderde transcriptie [13](#page=13). * **Translationele mutaties:** Veranderingen in de efficiëntie van mRNA-binding aan het ribosoom kunnen optreden [13](#page=13). #### 1.2.2. Trinucleotide repeats Repeterende sequenties, met name trinucleotide (triplet) repeats, zijn gevoelig voor expansie tijdens DNA-replicatie of herstelmechanismen. Een abnormale expansie kan leiden tot een verstoorde genfunctie en genetische aandoeningen [13](#page=13). * Een trinucleotide herhaling (TNR) is een triplet van nucleotiden dat zich herhaalt [13](#page=13). * Bij abnormale expansie worden de herhalingen onstabieler en nemen toe in aantal over generaties [13](#page=13). * CAG, dat codeert voor glutamine, is een veelvoorkomend triplet in neurodegeneratieve stoornissen gerelateerd aan TNRs [13](#page=13). * Stoornissen door instabiele TNRs worden vaak dominant overgeërfd en vertonen **anticipatie** [14](#page=14). * **Genetische anticipatie** is de toenemende ernst, penetratie en/of afnemende leeftijd van aanvang van de ziekte in opeenvolgende generaties, door toename van het aantal herhalingen [14](#page=14). > **Voorbeelden van aandoeningen door trinucleotide expansies:** Fragiele X-syndroom, ziekte van Huntington, myotone dystrofie [13](#page=13). #### 1.2.3. Epigenetische variatie: DNA-methylatie Epigenetica bestudeert veranderingen in genexpressie die niet worden veroorzaakt door veranderingen in de DNA-sequentie zelf, maar door factoren zoals chromatine-structuur en biochemische markers [14](#page=14). * **DNA-methylatie:** Een belangrijk epigenetisch mechanisme waarbij cytosine (C) wordt omgezet in 5-methylcytosine. Sterk gemethyleerde regio's leiden tot 'uitzetten' van genen [14](#page=14). * DNA-methylatie is essentieel voor normale ontwikkeling en betrokken bij genomische imprinting, X-chromosoominactivatie, suppressie van repetitieve elementen en carcinogenese [14](#page=14). * Tussen 60-90% van alle CpGs in zoogdieren zijn gemethyleerd. Gemethyleerde C-residuen kunnen deamineren tot T, wat leidt tot CpG-dinucleotiden die gemuteerd worden naar TpG [14](#page=14). * Niet-gemethyleerde CpGs vormen vaak 'CpG-eilanden' nabij de 5'-regio's van genen. Hypermethylatie van deze CpG-eilanden in de regulatorische regio's van genen kan leiden tot transcriptionele inactivatie ('zwijgen') [15](#page=15). * DNA-methylatie beïnvloedt transcriptie door fysieke belemmering voor transcriptiefactoren of door binding van methyl-CpG-bindende domein (MBD) eiwitten, die vervolgens chromatine-remodeling eiwitten aantrekken die leiden tot compact, inactief chromatine (heterochromatine) [15](#page=15). > **Voorbeeld:** Sterke methylering van het glutathion S-transferase gen (GSTP1) komt voor in prostaatkanker, wat leidt tot het uitzetten van dit tumoronderdrukkende gen [14](#page=14). * **Histonmodificatie:** Epigenetische mechanismen omvatten ook chemische veranderingen (acetylatie, methylatie, fosforylering, ubiquitylatie) van aminozuren in histoneiwitten. Deze modificaties beïnvloeden de chromatine-structuur, waardoor genexpressie wordt gereguleerd door het creëren van meer open (actief) of gecondenseerd (inactief) chromatine [15](#page=15) [16](#page=16). > **Voorbeeld:** De vachtkleuring van lapjeskatten is een resultaat van X-inactivatie, een epigenetisch verschijnsel waarbij één van de X-chromosomen in elke cel willekeurig wordt uitgeschakeld, leidend tot een lappendeken van vachtkleuren als er verschillende genvarianten op de X-chromosomen aanwezig zijn [15](#page=15). --- # Moleculaire Diagnostische Technieken Moleculaire diagnostiek (MD) omvat een breed scala aan technieken die worden gebruikt om direct het genetisch materiaal (DNA en RNA) te onderzoeken, wat een hoge gevoeligheid en specificiteit biedt voor de diagnose van diverse aandoeningen. Deze technieken zijn essentieel geworden voor de analyse van zowel monogene erfelijke aandoeningen als somatische defecten in kankerweefsel, evenals voor de identificatie van micro-organismen en weefseltypering [17](#page=17) [19](#page=19). ### 2.1. Aandoeningen die bestudeerd worden in moleculaire diagnostiek Moleculaire diagnostiek richt zich op verschillende categorieën van aandoeningen: * **Erfelijke aandoeningen:** Deze kunnen op verschillende momenten in het leven worden gediagnosticeerd, waaronder: * **Pre-implantatie diagnostiek:** Voorafgaand aan de zwangerschap [17](#page=17). * **Prenatale diagnostiek:** Tijdens de zwangerschap [17](#page=17). * **Postnatale diagnostiek:** * Neonataal (direct na de geboorte) [17](#page=17). * Presymptomatisch (voordat symptomen optreden). Voorbeelden zijn de ziekte van Huntington [21](#page=21). * Dragerschapbepalingen (carrier detection) voor recessieve aandoeningen zoals Duchenne spierdystrofie, mucoviscidose, sikkelcelanemie [19](#page=19). * **Niet-erfelijke aandoeningen:** Deze ontstaan door genetische veranderingen in somatische cellen gedurende het leven en worden niet doorgegeven aan nakomelingen. Hieronder vallen veel vormen van kanker, zoals long- en darmkanker [19](#page=19). * **Infectieziekten:** Moleculaire diagnostiek speelt een cruciale rol bij het identificeren van virale, bacteriële en parasitaire aandoeningen door het direct detecteren van hun genetisch materiaal (RNA of DNA). Dit maakt snelle diagnose mogelijk bij acute infecties zoals COVID-19, influenza en RSV. Het is met name nuttig voor micro-organismen die langzaam groeien of moeilijk te kweken zijn, zoals *Mycobacterium tuberculosis* en *Chlamydia*. Moleculaire technieken kunnen ook verschillen tussen bacteriestammen of virustypes aantonen, wat belangrijk is voor epidemiologisch onderzoek [17](#page=17) [19](#page=19). * **Weefseltypering (HLA-typering):** Wordt veelvuldig met DNA-technieken uitgevoerd [17](#page=17). ### 2.2. Moleculaire diagnostiek en onderzoek Moleculair-biologische technieken worden ontwikkeld en getest in onderzoeks- en academische laboratoria voordat ze in diagnostische centra worden ingezet. Omgekeerd worden deze technieken in onderzoeksinstellingen ook veelvuldig gebruikt om DNA-variaties op te sporen [19](#page=19). ### 2.3. Uitvoerende centra voor medische moleculaire diagnostiek In België wordt moleculaire diagnostiek voor genetische aandoeningen en kanker voornamelijk uitgevoerd in acht genetische centra, in samenwerking met ziekenhuizen en onderzoeksgroepen [19](#page=19). ### 2.4. Overzicht van analysetechnieken De technieken voor moleculaire diagnostiek kunnen worden ingedeeld op basis van het type en aantal te detecteren variaties: #### 2.4.1. Technieken voor gekende 'grotere' mutaties (deleties, inserties, translocaties, trinucleotiden expansies) Deze technieken zijn gericht op het detecteren van specifieke, vooraf bekende grotere DNA-veranderingen. * **PCR en scheiding van amplicons volgens lengte:** De polymerase ketting reactie (PCR) wordt gebruikt om DNA-fragmenten te amplificeren. Deze fragmenten (amplicons) worden vervolgens gescheiden op basis van hun lengte, bijvoorbeeld via gelelektroforese op een agarosegel, en gevisualiseerd. Dit is nuttig voor het opsporen van inserties en deleties, zoals de detectie van Alu-inserties [22](#page=22). * **Multiplex PCR:** Hierbij worden meerdere targets in één enkele PCR-reactie geamplificeerd, door gelijktijdig gebruik te maken van verschillende primerparen. Dit verhoogt de efficiëntie en snelheid van de analyse [22](#page=22). * **Toepassing:** Opsporen van exondeleties bij Duchenne en Becker spierdystrofie, waarbij meerdere exonen van het grote dystrofinegen tegelijkertijd worden geamplificeerd [22](#page=22). * **Beperkingen:** Reactiecondities moeten geoptimaliseerd worden voor alle primer sets, en er mag geen interferentie optreden tussen de primers [23](#page=23). * **Southern blotting gecombineerd met PCR-fragmentanalyse:** Deze techniek wordt gebruikt voor het opsporen van triplet repeat expansies, waarbij een reeks van drie nucleotiden herhaald wordt. Expansie van deze repeats kan leiden tot genetische aandoeningen met anticipatie, waarbij symptomen in opeenvolgende generaties vroeger en/of ernstiger optreden [23](#page=23). * **Toepassing:** Opsporen en diagnosticeren van het Fragiele X syndroom en de ziekte van Huntington. Bij Fragiele X is ook de methylatiestatus van het gen van belang, wat de analyse complexer maakt en Southern blotting naast PCR vereist. De analyse van Southern blots omvat DNA-isolatie, restrictie-enzymdigestie, gelelektroforese, blotting op een membraan, en hybridisatie met een specifieke probe [24](#page=24) [25](#page=25) [28](#page=28). * **Diagnostische criteria Huntington:** Normale personen hebben maximaal 36 CAG-repeats, terwijl patiënten 37-100 repeats hebben [28](#page=28). * **Fluorescence in situ hybridisatie (FISH):** Een moderne techniek die gebaseerd is op hybridisatie en geen elektroforese vereist, waardoor deze gemakkelijk gerobotiseerd kan worden voor high-throughput screening [29](#page=29). * **Principe:** Fluorescent gemerkte DNA- of RNA-probes worden gehybridiseerd aan nucleïnezuren die op een vaste drager (bv. microscoopglaasje) zijn gefixeerd. De gehybridiseerde probes worden vervolgens gevisualiseerd met een fluorescentiemicroscoop [29](#page=29). * **Types probes:** Locus-specifieke probes, chromosome painting probes, centromeer- en telomeerprobes, en break-apart probes voor translocaties. Amplificatieprobes genereren meer signaal bij herhaalde DNA-fragmenten [30](#page=30). * **Toepassing:** Visualisatie van chromosomen en chromosomale afwijkingen (aantal, translocaties, herschikkingen, amplificaties), genexpressie (mRNA), detectie van micro-organismen, en tumordetectie met DNA-markers [29](#page=29). * **Toepassing:** Opsporen van translocaties, zoals t(14;18) bij folliculair lymfoom, waarbij FISH een hogere gevoeligheid heeft dan PCR vanwege de variëteit aan breekpunten [32](#page=32). * **Next-generation ISH assays (CISH en SISH):** Ontwikkeld om de uitdagingen van FISH te overwinnen, zoals de noodzaak van gespecialiseerde microscopen en photobleaching. CISH (chromogenic in situ hybridisation) en SISH (silver enhanced in situ hybridisation) gebruiken permanente signalen zichtbaar met standaard lichtmicroscopie [33](#page=33). * **Toepassing CISH:** Opsporen van Epstein-Barr virusinfectie en aantonen van kappa/lambda lichte ketens [34](#page=34). * **Toepassing SISH:** Opsporen van HER2-amplificatie bij borstkanker, vaak in combinatie met CISH voor een tweekleurige analyse [34](#page=34). #### 2.4.2. Technieken voor gekende SNPs en INDELs Deze technieken zijn gericht op het opsporen van kleine, specifieke DNA-variaties, zoals single nucleotide polymorphisms (SNPs) en kleine inserties of deleties (INDELs). * **Restrictie fragment length polymorphisms (RFLP) analyse:** Oudere techniek die gebruik maakt van het feit dat een mutatie een restrictie-enzymknipplaats kan vernietigen of creëren. De resulterende fragmentlengteverschillen worden geanalyseerd [35](#page=35). * **Methoden:** Via Southern blotting en hybridisatie, of sneller via PCR-amplificatie [35](#page=35). * **Toepassing:** Opsporen van hemofilie B en Factor V Leiden mutaties. Ook gebruikt voor de typering van *Leishmania* soorten door analyse van PCR-producten na digestie met restrictie-enzymen [36](#page=36) [37](#page=37) [38](#page=38). * **Hybridisatie aan capture probe, gebonden op vaste drager (Allele Specific Oligonucleotide (ASO) techniek):** Deze techniek toont kleine, gekende mutaties (SNPs, INDELs) aan door middel van stringente hybridisatie. Synthetische oligonucleotiden (capture probes) worden op een vaste drager gefixeerd [38](#page=38). * **Workflow:** Ontwerp en synthese van ASO's, fixatie op drager, DNA-isolatie, PCR-amplificatie en labelling, denaturatie, hybridisatie, wassen, detectie en visualisatie [39](#page=39). * **Vaste dragers:** Membranen (nylon, nitrocellulose), magnetische bolletjes, microtiterplaten, glas (microarrays), flow-through systemen [39](#page=39). * **Toepassing:** Opsporen van gekende mutaties in mucoviscidose (bv. delF508). Typering van Humane Papillomavirussen (HPV) en Hepatitis C Virus (HCV) met line probe assays (LPA). Detectie van humane retrovirussen (bv. HIV) in wells [39](#page=39) [41](#page=41) [42](#page=42) [43](#page=43). * **Multiplex Allele-specifieke PCR test (ARMS of SSP-PCR):** Gebruikt allele-specifieke primers die verschillen aan het 3'-uiteinde om specifieke allelen of mutaties te amplificeren. De DNA-synthese door Taq-polymerase is afhankelijk van correcte basenparing aan het 3'-uiteinde [44](#page=44). * **Toepassing:** ARMS-test voor mucoviscidose om meerdere mutaties te detecteren [45](#page=45). * **qPCR (Real-time PCR):** Wordt gebruikt om DNA-variaties (SNP, INDELs) aan te tonen, heterozygoziteit/homozygoziteit te bepalen, en de aanwezigheid en hoeveelheid van specifieke micro-organismen te kwantificeren. Gebruikt probes zoals moleculaire beacons, lineaire probes en TaqMan probes voor detectie [45](#page=45) [46](#page=46). * **Moleculaire beacons:** Oligonucleotide probes met een stam-lusstructuur die fluoresceren wanneer ze aan hun doelsequentie binden. Ideaal voor genetische screening en SNP-detectie [46](#page=46) [47](#page=47). * **Lineaire probes:** Gehybridiseerd op het DNA, waarbij smeltcurves worden geanalyseerd om mutaties te detecteren [48](#page=48). * **TaqMan probes:** Gebruikt in de castPCR™-technologie voor de detectie van zeldzame somatische mutaties in kankerweefsel met hoge gevoeligheid (tot 0,1% mutant allel) [49](#page=49). * **Ligatie-assays (bv. MLPA):** Technieken waarbij ligase (plak-enzym) een cruciale rol speelt. * **Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification (MLPA):** Detecteert deleties, duplicaties en puntmutaties door het amplificeren van MLPA-probes die hybrideren aan doelsequenties. Vereist slechts één primerpaar en analyse vindt plaats via capillaire elektroforese. Kan ook gebruikt worden voor methylatiestatusbepaling en relatieve kwantificatie van mRNA [51](#page=51) [52](#page=52) [53](#page=53). #### 2.4.3. Technieken voor ongekende SNPs en INDELs (mutatiescanningstechnieken) Deze technieken zijn bedoeld om te scannen naar mutaties in PCR-fragmenten, waarna sequentieanalyse de exacte mutatie bepaalt. Ze verminderen de hoeveelheid DNA die gesequenced moet worden [54](#page=54). * **Single Stranded Conformational Polymorphism (SSCP)-analyse:** Toont 'single base' mutaties aan door denaturatie van PCR-producten en scheiding van enkelstrengen op een niet-denaturerende polyacrylamidegel, gebaseerd op hun conformatie [54](#page=54). * **Heteroduplexanalyse:** Vormt heteroduplexen door het mengen van gemuteerd en niet-gemuteerd DNA (of van PCR-producten van heterozygote individuen), gevolgd door denaturatie en langzame renaturatie [55](#page=55). * **High Resolution Melting curve Analyse (HRMA):** Detecteert mutaties op basis van kleine verschillen in de DNA-uitsmelttemperatuur (Tm) van PCR-producten die heteroduplexen bevatten. Kan somatische mutaties in lage concentraties detecteren en de methylatiestatus bepalen na bisulfietbehandeling [56](#page=56) [57](#page=57). #### 2.4.4. Technieken voor gemethyleerde DNA-sequenties Deze technieken richten zich op de epigenetische modificatie van DNA door methylatie, wat een rol speelt bij diverse ziekten waaronder kanker [59](#page=59). * **Bisulfietmethode:** Ongemethyleerde cytosines worden door natriumbisulfiet omgezet naar uracil, terwijl gemethyleerde cytosines onaangetast blijven. Dit verschil kan vervolgens gevisualiseerd worden via methylatiespecifieke PCR of sequentiebepaling [59](#page=59) [60](#page=60) [61](#page=61). * **Restrictie-enzymdigesten:** Gebruik van methylatiegevoelige restrictie-enzymen om methylatie te detecteren [62](#page=62). * **Methylatie-specifieke MLPA (MS-MLPA):** Combineert MLPA met digestie door methylatiegevoelige restrictie-enzymen [62](#page=62). #### 2.4.5. High-throughput SNP-detectie Technieken die een groot aantal variaties tegelijkertijd kunnen analyseren. * **DNA-chips of microarrays:** Vaste dragers met miljoenen enkelstrengige DNA-fragmenten (capture probes) voor het analyseren van duizenden genen of allelen parallel [63](#page=63). * **SNP-chips (SNP-array):** Gebruikt voor het snel vaststellen van verschillen van één nucleotide of INDELs, belangrijk voor genetische paspoorten en farmacogenetica [64](#page=64) [65](#page=65). * **Comparative hybridization chips:** Vergelijken hoeveelheden genomisch DNA (CGH) of mRNA (genexpressie microarrays) tussen twee monsters met behulp van twee fluorescente labels [64](#page=64). * **Comparative genomic hybridization (CGH):** Scant het genoom op duplicaties, inserties en deleties, vooral in kankercellen [69](#page=69). * **Genexpressie microarray:** Bestudeert genexpressiepatronen door mRNA/cDNA te analyseren, veel gebruikt in onderzoek en diagnostiek van kanker [70](#page=70). * **Weefselmicroarrays (TMA):** Spots bestaan uit stukjes gefixeerd patiëntweefsel voor parallelle analyse van honderden weefsels [72](#page=72). * **Toepassing:** Bepaling van CYP450-enzymvariaties voor medicijndosering (farmacogenetica). Analyse van genexpressieprofielen voor risicostratificatie bij borstkanker (bv. MammaPrint) [66](#page=66) [71](#page=71). * **Next and third generation sequencing:** Geavanceerde technieken voor het snel en goedkoop bepalen van DNA-sequenties op grote schaal [81](#page=81). * **Next Generation Sequencing (NGS):** Omvat technologieën zoals Illumina, Roche 454, Ion Torrent en SOLiD [81](#page=81). * **Pyrosequencing:** Gebaseerd op het 'sequencing by synthesis'-principe met bioluminescentie [82](#page=82). * **Illumina sequencing:** Gebruikt 'reversible chain terminators' en sequencing-by-synthesis [86](#page=86). * **Whole Genome Sequencing (WGS):** Bepaalt de volledige genoomsequentie [89](#page=89). * **Whole Exome Sequencing (WES):** Sequentieert alle eiwitcoderende gebieden (exonen), efficiënter voor het opsporen van mutaties in kanker en erfelijke aandoeningen [90](#page=90). * **Niet-invasieve prenatale test (NIPT):** Analyseert celvrij (cf)DNA in bloed van zwangere vrouwen om trisomieën op te sporen [90](#page=90). * **Circulerend cfDNA als biomerker:** Kan gebruikt worden voor diagnose en opvolging van kanker via 'liquid biopsy' [91](#page=91). * **Single-cell sequencing:** Sequentieert individuele cellen, essentieel voor het analyseren van tumorheterogeniteit en forensisch onderzoek [93](#page=93). * **Third generation sequencing (Single-molecule sequencing):** Maakt directe sequentiebepaling van één DNA-molecule mogelijk zonder amplificatiestap (bv. Nanopore sequencing) [94](#page=94). * **Digital (droplet) PCR (ddPCR):** Biedt nauwkeurige, absolute kwantificering van nucleïnezuren door het tellen van moleculen in discrete water-in-olie druppelpartities . * **Toepassingen:** Absolute kwantificering van DNA-hoeveelheden (virale lading, microbiële kwantificering), detectie van zeldzame sequenties/somatische mutaties, analyse van genomische veranderingen (CNV), genexpressie- en micro-RNA-analyse, en kwantificering van NGS-library preparaten . ### 2.5. Nieuwe tools en ontwikkelingen * **Lab-on-a-chip (LOC):** Integreert laboratoriumfuncties op een enkele chip, vereist zeer kleine vloeistofvolumes en maakt snelle analyses mogelijk (bv. GeneXpert) [96](#page=96). * **Nieuwe designer geneesmiddelen:** Gebaseerd op het rationeel ontwerp van medicijnen na identificatie van specifieke moleculaire doelwitten (bv. Gleevec voor chronische myeloïde leukemie) [97](#page=97). * **Nieuwe vormen van immuuntherapie:** Dendritische celvaccinatie (DC-Vac) en CAR T-celtherapie, die het immuunsysteem van de patiënt activeren tegen kankercellen [100](#page=100) [99](#page=99). ### 2.6. Bio-informatica en 'big data' analyse De grote hoeveelheden data die gegenereerd worden door high-throughput technieken vereisen geavanceerde softwarepakketten en statistische analyse. Databases zoals NCBI en Ensembl zijn cruciaal voor het opslaan en raadplegen van genetische informatie [77](#page=77) [78](#page=78) [80](#page=80). --- # Nieuwe Tools, Ontwikkelingen en Precisiegeneeskunde Dit onderdeel gaat over nieuwe ontwikkelingen in moleculaire diagnostiek, met een focus op precisiegeneeskunde, multi-omics, en innovatieve technieken zoals lab-on-a-chip en designer geneesmiddelen. ## 3. Nieuwe tools, ontwikkelingen en precisiegeneeskunde ### 3.1 Precisiegeneeskunde Precisiegeneeskunde, voorheen ook wel gepersonaliseerde geneeskunde genoemd, maakt gebruik van high-throughput technieken in de biomedische sector. In het post-genoom tijdperk wordt kennis van het menselijk genoom, transcriptoom en de variatie daartussen gebruikt om gevoeligheidsgenen en risicofactoren voor complexe aandoeningen te identificeren. De genotype-fenotype relatie wordt bepaald om vervolgens diagnoses, predisposities, risicofactoren en de meest geschikte behandelingswijzen te identificeren. Ook nieuwe geneesmiddelen kunnen ontworpen worden tegen eiwitproducten van ziektegerelateerde genen, wat nieuwe 'drug targets' oplevert [76](#page=76). ### 3.2 Multi-omics Multi-omics integreert gegevens uit verschillende bronnen, zoals het genoom, transcriptoom, fenoom, metaboloom, methyloom/epigenoom en nutrigenoom. Deze integratie leidt tot een beter inzicht in complexe biologische processen en maakt precisiegeneeskunde mogelijk [77](#page=77). ### 3.3 Variaties in het menselijk genoom: SNPs als biomerkers Het menselijk genoom verschilt slechts voor 0,1% tussen individuen. Deze minimale verschillen, genaamd Single Nucleotide Polymorphisms (SNPs), zijn plaatsen waar een enkele base van de genetische code afwijkt. Hoewel veel SNPs in niet-coderende gebieden voorkomen, kunnen SNP-patronen gebruikt worden om ziektes te voorspellen. Door genetische variatiepatronen tussen zieke en gezonde populaties te vergelijken, kunnen risicofactoren worden geïdentificeerd, zoals de rol van de E4-variant van apolipoproteïne bij de ziekte van Alzheimer. Farmaceutische bedrijven screenen patiënten voor genetische variaties om de effectiviteit en bijwerkingen van medicijnen te verklaren [77](#page=77). Grootschalige SNP-analyse vereist opschaling van laboratoriumtechnologie, zoals genoomwijde associatiestudies (GWAS) die tienduizenden variaties tegelijk testen. Historisch werden technieken zoals Sanger DNA sequencing, capillaire elektroforese, SSCP, denaturerende HPLC, gelelektroforese, RFLP en hybridisatieanalyse gebruikt. Tegenwoordig worden Next Generation Sequencing (NGS) methoden en DNA-SNP-chips ingezet voor high-throughput detectie van DNA-variaties [77](#page=77). > **Tip:** SNPs zijn cruciaal voor het begrijpen van individuele variaties die bijdragen aan ziektegevoeligheid en reacties op medicatie. ### 3.4 Genome-wide association studies (GWAS) Genome-wide association studies (GWAS) worden ingezet om SNPs te identificeren die geassocieerd zijn met complexe aandoeningen (zoals kanker, diabetes type II, ziekte van Alzheimer) of met de reactie op medicatie (farmacogenetica/genomica). Bij GWAS worden genetische variaties vergeleken tussen grote groepen patiënten en controlegroepen (tienduizenden personen) om te bepalen of bepaalde SNPs vaker voorkomen in de patiëntengroep. Dit resulteert in een 'genetisch paspoort' en een genotype-fenotype correlatie [78](#page=78). Onderzoek naar risicoloci vereist hoge doorvoertoepassingen, zoals NGS-Illumina systemen of SNP-chips. Bio-informatica speelt een sleutelrol bij het behandelen van deze 'big data'. Gevonden gevoeligheidsloci of varianten kunnen worden geïntegreerd in diagnostische tests voor ziektegevoeligheid en later worden gekoppeld aan gepersonaliseerde therapieën of preventieve maatregelen [78](#page=78). #### 3.4.1 Toepassing GWAS: opsporen genetische risicofactoren voor borst-, prostaat- en eierstokkanker Een internationaal consortium, met o.a. VIB en KU Leuven, heeft meer dan 80 DNA-regio's geïdentificeerd die het risico op borst-, prostaat- en eierstokkanker verhogen. Dit onderzoek vergeleek het DNA van 100.000 kankerpatiënten met dat van 100.000 gezonde personen. Er werden SNPs gevonden die vaker voorkwamen bij patiënten met deze kankersoorten, waarbij een combinatie van meerdere SNPs het risico significant kon verhogen. Veel van deze risico-SNPs bevinden zich in DNA-regio's die de genexpressie controleren en kunnen ontregeld raken, waardoor groeicontrolesignalen wegvallen [78](#page=78) [79](#page=79). Specifiek werden 49 SNPs voor borstkanker en 9 nieuwe SNPs voor eierstokkanker geïdentificeerd. Voor prostaatkanker werden 26 nieuwe SNPs gevonden, waarvan 20 geassocieerd zijn met agressieve vormen. Deze bevindingen maken gerichtere screenings op prostaat- en borstkanker mogelijk, met als doel het aantal sterfgevallen te verminderen. De resultaten zijn gepubliceerd in diverse toptijdschriften [79](#page=79). > **Tip:** GWAS-studies demonstreren hoe complex ziekten zoals kanker zijn en hoe genetische variaties het individuele risico beïnvloeden. ### 3.5 Farmacogenetica - farmacogenomica: niet iedereen reageert hetzelfde op een geneesmiddel of therapie Individuele reacties op medicatie variëren sterk door factoren zoals omgevingsinvloeden, eetgedrag, leeftijd, gewicht, geslacht en algemene gezondheid, maar vooral door erfelijke eigenschappen vastgelegd in genen. Farmacogenetica onderzoekt de wisselwerking tussen geneesmiddelen en genen. Genetische tests kunnen voorspellen hoe iemand op een middel zal reageren, wat bijwerkingen kan voorkomen en de dosering kan optimaliseren, aangezien gewicht niet altijd een accurate maatstaf is. Jaarlijks overlijden in de VS meer dan 100.000 mensen aan medicatiebijwerkingen; gepersonaliseerde geneeskunde kan dit aantal reduceren [79](#page=79) [80](#page=80). De effectiviteit van een geneesmiddel hangt af van hoe het gemetaboliseerd wordt door de lever en hoe het interageert met zijn doelwit. Leverenzymen beïnvloeden de snelheid van medicijnafbraak; trage afbraak kan leiden tot overdosering, snelle afbraak tot een tekort. Genetische tests, zoals met CYP-chips, kunnen de afbraaksnelheid bepalen en de benodigde dosering berekenen. Ook kunnen variaties in doelwiteiwitten (receptoren, transporters) ervoor zorgen dat een geneesmiddel bij de ene persoon beter bindt dan bij de andere [80](#page=80). ### 3.6 Bio-informatica en ‘big data’ analyse High-throughput screeningstechnieken genereren grote hoeveelheden data ('big data') die verwerkt worden met statistische softwarepakketten. Sequentie-informatie, zoals SNPs, wordt wereldwijd verzameld in elektronische databanken, waarvan NCBI (National Center for Biotechnology Information) en ENSEMBL de belangrijkste toegangspunten zijn [80](#page=80). NCBI biedt publieke databases voor moleculaire biologie, waaronder: * SNP-databank [80](#page=80). * Genbank (sequenties, SNPs) [80](#page=80). * Moleculaire databank (sequenties, structuren, taxonomie) [80](#page=80). * Genomische biologie databank (humaan genoom, kankerchromosomen) [80](#page=80). * Literatuurdatabanken: OMIM (erfelijke ziekten) en PubMed (medische literatuur) [80](#page=80). * Programma's voor specifieke analyses zoals ENTREZ en BLAST [80](#page=80). Studenten leren in de bio-informatica cursus omgaan met deze databanken en analyses [80](#page=80). ### 3.7 Next generation sequencing (NGS) In 2002 werd het menselijk genoom na 15 jaar werk en voor 1 miljard dollars gepubliceerd. Sindsdien zijn er snellere en goedkopere sequentietechnieken ontwikkeld, waardoor een genoom binnen 24 uur voor minder dan 1000 dollars in kaart kan worden gebracht. De klassieke Sanger-sequentietechniek heeft beperkingen qua parallelle reacties en leeslengte [81](#page=81). Nieuwe technieken zoals de Roche 454 pyrosequencer bieden verbeteringen, maar ook de SOLiD (ABI) en systemen van Illumina, die werken met miljarden DNA-fragmenten, maken het mogelijk om tientallen gigabases in één run te bepalen. Voor een wetenschappelijk verantwoorde sequentie van het menselijk genoom is een sequencing depth van 20 tot 30 kopijen nodig, wat binnen een week kan worden afgehandeld [81](#page=81). NGS is de overkoepelende term voor verschillende high-throughput sequencing technologieën, waaronder: * Illumina sequencing (het meest gebruikte platform) [81](#page=81). * Roche 454 sequencing (Pyrosequencing) [81](#page=81). * Ion torrent: Proton / PGM sequencing [81](#page=81). * SOLiD sequencing (ABI) [81](#page=81). De derde generatie sequencers, of single molecule sequencers, laten de amplificatiestap achterwege en omvatten bijvoorbeeld Oxford Nanopore met Nanopore sequencing. Deze derde generatie sequencers zijn echter nog minder accuraat voor SNPs en kleine indels. Resultaten van Illumina en dergelijke moeten momenteel nog bevestigd worden met Sanger sequencing. Foutmarges (1 op 10.000 tot 1 op 100.000 foute nucleotiden) en de kosten voor dataverwerking (bio-informatica) blijven aandachtspunten, met name voor klinisch onderzoek [81](#page=81). > **Tip:** NGS heeft de snelheid en kosteneffectiviteit van genoomonderzoek revolutionair veranderd, maar blijft continu in ontwikkeling wat betreft nauwkeurigheid en kosten. ### 3.8 Nieuwe tools en ontwikkelingen voor moleculaire diagnostiek #### 3.8.1 Lab-on-a-chip Een lab-on-a-chip (LOC) is een apparaat dat laboratoriumfuncties integreert op een enkele chip, variërend in grootte van enkele millimeters tot enkele vierkante centimeters. LOC's vereisen zeer kleine vloeistofvolumes voor analyse en worden gebruikt voor onder andere hybridisatietechnieken, SNP-analyse, PCR en sequencing. Op een LOC vinden alle analyses plaats die normaal op een werkbank worden uitgevoerd, en omvatten doorgaans drie basisstappen [96](#page=96). Een voorbeeld van een commercieel micro-device is de GeneXpert (Cepheid). Dit 'lab-in-a-box' voert PCR-analyses uit voor specifieke pathogenen zoals Norovirus, SARS-Cov2 en Chlamydia trachomatis/Neisseria gonorrhoeae in gemiddeld 45 minuten. De cartridge verzorgt DNA-extractie, PCR-amplificatie en detectie. Nieuwere ontwikkelingen voor LOC's richten zich op 'single cell analysis' en 'cell-free DNA'-analyses, en zijn geschikt voor Point Of Care (POCT) testen [96](#page=96) [97](#page=97). #### 3.8.2 Nieuwe designer geneesmiddelen Zodra een pathogenendoelwit is geïdentificeerd, kan rationeel drugsontwerp volgen [97](#page=97). ##### 3.8.2.1 Gleevec: doelgerichte behandeling van leukemiepatiënten Gleevec is een geneesmiddel dat specifiek de groei van bepaalde leukemische cellen onderdrukt. Bij chronische myeloïde leukemie (CML) ontstaat een foutief Bcr-abl eiwit door een fusie van de Bcr- en Abl-genen, wat leidt tot ongecontroleerde celdeling van witte bloedcellen. Gleevec blokkeert de groeistimulerende werking van dit foute eiwit. Hoewel Gleevec de kanker langdurig kan onderdrukken, is volledige genezing nog niet altijd mogelijk, aangezien het Bcr-abl gen opnieuw kan muteren waardoor Gleevec zijn effectiviteit verliest [97](#page=97) [98](#page=98). > **Example:** Gleevec illustreert hoe een diepgaand begrip van de moleculaire oorzaak van een ziekte (het Bcr-abl eiwit) kan leiden tot de ontwikkeling van een gerichte therapie. ##### 3.8.2.2 Nieuwe vormen van immuuntherapie Gentherapeutische benaderingen, zoals dendritische celvaccinatie en CAR T-therapie, worden ontwikkeld als nieuwe vormen van precisiegeneeskunde en immuuntherapie [99](#page=99). ###### 3.8.2.2.1 Dendritische celvaccinatie (DC-Vac) Dendritische cellen (DC's) zijn immuuncellen die vreemde stoffen en kankercellen presenteren aan T-cellen om een immuunrespons te activeren. Bij DC-Vac worden monocyten van de patiënt in het lab gedifferentieerd tot DC's. Deze DC's worden 'opgeladen' met een tumor-specifiek eiwit (bijvoorbeeld Wilms-tumor 1, WT1) en vervolgens teruggeïnjecteerd in de patiënt. De gemanipuleerde DC's presenteren het tumorantigeen aan T-killercellen, die vervolgens de tumorcellen met hetzelfde antigeen opsporen en vernietigen. DC-Vacs zijn op maat gemaakt en worden getest tegen diverse kankersoorten. Sipuleucel-T (Provenge) is een goedgekeurd celvaccin voor uitgezaaide prostaatkanker [99](#page=99). ###### 3.8.2.2.2 CAR T-cellen CAR T-cellen zijn witte bloedcellen (T-cellen) van de patiënt die in het laboratorium genetisch gemodificeerd worden met een gen voor een 'chimere antigenreceptor' (CAR). Deze CAR-receptoren kunnen specifieke moleculen op kankercellen herkennen. Na terugkeer in de patiënt vermenigvuldigen de genetisch gewijzigde T-cellen zich en doden ze kankercellen gestuurd door hun nieuwe receptor. In 2017 keurde de FDA de eerste twee CAR T-immuuntherapieën goed, gericht tegen specifieke leukemieën door herkenning van het B-cel antigen CD19. Dit markeert een belangrijke vooruitgang in de ontwikkeling van CAR T-therapie voor kankerbehandeling [100](#page=100). --- ## Veelgemaakte fouten om te vermijden - Bestudeer alle onderwerpen grondig voor examens - Let op formules en belangrijke definities - Oefen met de voorbeelden in elke sectie - Memoriseer niet zonder de onderliggende concepten te begrijpen

| Term | Definition | |---|---| | DNA-variaties | Veranderingen in de volgorde of structuur van DNA, die kunnen variëren van enkele baseparen tot grote chromosomale afwijkingen. Deze variaties zijn de basis voor genetische diversiteit en kunnen leiden tot ziekten of fenotypische verschillen. | | Polyploïdie | Een genetische toestand waarbij een cel of organisme meer dan twee sets chromosomen heeft, bijvoorbeeld triploïde (3n) of tetraploïde (4n). Bij zoogdieren is dit meestal niet levensvatbaar. | | Trisomie | Een chromosomale afwijking waarbij een organisme een extra exemplaar van een specifiek chromosoom heeft, naast de normale twee exemplaren. Een bekend voorbeeld is trisomie 21 (Down syndroom). | | Chromosomale translocatie | Een gebeurtenis waarbij stukken van twee verschillende, niet-homologe chromosomen van plaats wisselen. Dit kan leiden tot genverstoringen of de vorming van fusiegenen, zoals bij het Philadelphia-chromosoom. | | Chromosomale deletie | Het verlies van een deel van een chromosoom, wat kan resulteren in het verdwijnen van genen en mogelijk leiden tot syndromen of ziekten. | | Chromosomale duplicatie | Het optreden van een extra kopie van een chromosoomsegment. Dit kan ontstaan door oneven crossing-over en kan variëren in grootte, met potentieel significante gevolgen voor het fenotype. | | Chromosomale inversie | Een herschikking binnen een chromosoom waarbij een segment 180° is gedraaid. Hierbij gaat geen genetische informatie verloren, maar de volgorde van genen kan veranderen. | | SNP (Single Nucleotide Polymorphism) | Een variatie in het DNA waarbij slechts één nucleotide verschilt tussen individuen op een specifieke positie in het genoom. SNPs zijn de meest voorkomende vorm van genetische variatie. | | INDEL (Insertion/Deletion) | Kleine inserties of deleties van één of enkele basenparen in het DNA. Wanneer deze in coderende regio's optreden, kunnen ze leiden tot frameshift-mutaties en ernstige fenotypische veranderingen. | | Frameshift-mutatie | Een mutatie die wordt veroorzaakt door de insertie of deletie van een aantal basenparen dat geen veelvoud van drie is. Dit verschuift het leesraam van het mRNA, wat leidt tot een totaal andere aminozuursequentie en vaak tot een vroegtijdige stopcodon. | | Splice site mutatie | Een verandering in het DNA op de grenzen tussen exons en introns, die de correcte splicing van pre-mRNA kan verstoren, met als gevolg dat introns niet of gedeeltelijk worden verwijderd, of exons worden overgeslagen. | | Trinucleotide repeat expansie | Een toename van het aantal herhalingen van een sequentie van drie nucleotiden in het DNA. Deze instabiliteit kan leiden tot genetische aandoeningen zoals Fragiele X syndroom en de ziekte van Huntington, vaak gepaard gaand met anticipatie. | | Epigenetica | Een tak van de biologie die zich bezighoudt met erfelijke veranderingen in genexpressie die niet worden veroorzaakt door veranderingen in de DNA-sequentie zelf, zoals DNA-methylatie en histonmodificaties. | | DNA-methylatie | Een epigenetisch mechanisme waarbij een methylgroep wordt toegevoegd aan cytosinebasen in het DNA, voornamelijk op CpG-dinucleotiden. Dit kan leiden tot genstilte en speelt een rol bij verschillende ziekten, waaronder kanker. | | Histonmodificatie | Chemische veranderingen aan histonproteïnen, zoals acetylering, methylatie of fosforylering, die de structuur van chromatine beïnvloeden en daarmee de toegankelijkheid van genen voor transcriptie reguleren. | | Moleculaire diagnostiek (MD) | Een vakgebied dat gespecialiseerde technieken gebruikt om direct het erfelijk materiaal (DNA en RNA) van organismen te onderzoeken voor diagnostische en onderzoeksdoeleinden. | | Polymerase Chain Reaction (PCR) | Een moleculair-biologische techniek die gebruikt wordt om specifieke DNA-fragmenten exponentieel te vermenigvuldigen, waardoor kleine hoeveelheden DNA detecteerbaar worden. | | Multiplex PCR | Een variant van PCR waarbij meerdere targets in één reactie worden geamplificeerd door het gebruik van verschillende primerparen tegelijkertijd. | | Southern blotting | Een techniek die wordt gebruikt om specifieke DNA-fragmenten te detecteren na restrictie-enzymdigestie en gelelektroforese, door hybridisatie met een gelabelde DNA-probe. | | Fluorescence In Situ Hybridisation (FISH) | Een techniek die gebruik maakt van fluorescerend gelabelde DNA-probes om specifieke DNA- of RNA-sequenties te visualiseren binnen cellen of weefsels op chromosomen of in de nucleus. | | CISH (Chromogenic In Situ Hybridisation) | Een ISH-techniek die fluorescente signalen vervangt door chromatogene reacties, waardoor de detectie zichtbaar wordt onder een standaard lichtmicroscoop en coupes langer bewaard kunnen worden. | | SISH (Silver Enhanced In Situ Hybridisation) | Een ISH-techniek die gebruik maakt van zilverneerslag om een permanente kleuring te verkrijgen die zichtbaar is onder een lichtmicroscoop. | | Restriction Fragment Length Polymorphism (RFLP) | Een oudere techniek die genetische variaties detecteert door te kijken naar verschillen in de lengte van DNA-fragmenten na digestie met restrictie-enzymen, veroorzaakt door de aanwezigheid of afwezigheid van kniplocaties. | | Allele Specific Oligonucleotide (ASO) | Korte, synthetische DNA- of RNA-sequenties (probes) die specifiek hybridiseren aan één bepaald allel. Ze worden gebruikt om kleine genetische variaties zoals SNPs te detecteren. | | Dot blot / Slot blot | Technieken waarbij DNA- of RNA-monsters op een membraan worden aangebracht in discrete vlekken (dot blot) of sloten (slot blot), gevolgd door hybridisatie met probes voor detectie. | | Line probe assay (LPA) | Een techniek die gebruik maakt van strips met geïmmobiliseerde capture probes (ASO's) langs parallelle lijnen om specifieke DNA- of RNA-sequenties te typeren. | | qPCR (Quantitative PCR) | Een variant van PCR die de hoeveelheid DNA of RNA in real-time monitort door de fluorescentie te meten die wordt gegenereerd tijdens elke amplificatiecyclus. | | Moleculaire beacons | Enkelstrengige oligonucleotide probes met een stam-lusstructuur, die fluoresceren wanneer ze aan hun doelsequentie binden en gebruikt worden voor real-time detectie in qPCR. | | Lineaire probes | Oligonucleotide probes die hybrideren aan DNA, waarbij veranderingen in de smeltcurve (door FRET) gebruikt worden om mutaties te detecteren. | | TaqMan probes | Hydrolyse-probes die tijdens PCR-amplificatie worden afgebroken, waarbij een fluorescente reportervrijkomt en de amplificatie in real-time wordt gedetecteerd. | | castPCR (Competitive Allele-Specific TaqMan PCR) | Een competitieve PCR-techniek met TaqMan-probes en MGB-blokkers die zeer gevoelige detectie van zeldzame somatische mutaties mogelijk maakt. | | MLPA (Multiplex Ligation-dependent Probe Amplification) | Een techniek die het aantal kopieën van specifieke DNA-sequenties kan detecteren door middel van ligatie en amplificatie van speciale probes. | | Mutatiescanningstechnieken | Methoden zoals SSCP en heteroduplexanalyse die gebruikt worden om te screenen op de aanwezigheid van mutaties in een DNA-fragment, waarna sequentieanalyse de specifieke mutatie identificeert. | | SSCP (Single Stranded Conformational Polymorphism) | Een techniek om mutaties te detecteren door het analyseren van de conformatie van enkelstrengige DNA-fragmenten na denaturatie en scheiding op een polyacrylamidegel. | | Heteroduplexanalyse | Een methode om mutaties op te sporen door het genereren van heteroduplexen (hybriden tussen gemuteerd en wild-type DNA) en deze te analyseren, bijvoorbeeld via HRMA. | | HRMA (High Resolution Melting curve Analyse) | Een techniek die kleine verschillen in de smelttemperatuur van dsDNA-producten detecteert om mutaties in PCR-fragmenten te identificeren. | | DNA-chips / Microarrays | Een vaste drager (bv. glasplaatje) waarop miljoenen enkelstrengige DNA-fragmenten (capture probes) zijn aangebracht, gebruikt voor parallelle analyse van duizenden genen of allelen. | | SNP-chips / SNP-array | Een type DNA-chip dat specifiek is ontworpen voor het detecteren van single nucleotide polymorphisms (SNPs) en kleine inserties/deleties. | | Comparatieve Hybridisatietechniek (CHT) | Een microarray-gebaseerde techniek die de hoeveelheid genomisch DNA of mRNA tussen twee monsters vergelijkt door middel van twee verschillende fluorescerende labels. | | Array-CGH (Comparative Genomic Hybridisation) | Een CGH-techniek die microarrays gebruikt om het gehele genoom te scannen op duplicaties, deleties en andere genomische veranderingen. | | Genexpressie microarray | Een microarray die wordt gebruikt om de expressieniveaus van duizenden genen te bestuderen door het analyseren van mRNA of cDNA. | | Tissue Microarray (TMA) | Een techniek waarbij kleine stukjes gefixeerd patiëntenweefsel worden samengebracht op een drager om parallelle analyses uit te voeren op honderden weefsels met een enkele probe. | | High Throughput Technieken | Methoden die in staat zijn om grote aantallen monsters of genetische varianten in korte tijd te analyseren, zoals NGS en microarrays. | | Precisiegeneeskunde (Precision Medicine) | Een benadering van gezondheidszorg die rekening houdt met individuele genetische, omgevings- en levensstijlvariaties om diagnoses, preventie en behandelingen te personaliseren. | | Multi-omics | De integratie van gegevens uit verschillende 'omics'-disciplines (genomica, transcriptomica, proteomica, metabolomica, etc.) om een completer beeld te krijgen van biologische systemen en ziekteprocessen. | | Genome-Wide Association Studies (GWAS) | Onderzoeksmethoden die grote populaties bestuderen om genetische variaties (SNPs) te identificeren die geassocieerd zijn met complexe aandoeningen of eigenschappen. | | Farmacogenetica / Farmacogenomica | Studie naar de invloed van genetische variaties op de reactie van een individu op geneesmiddelen, met als doel gepersonaliseerde medicatie en dosering te optimaliseren. | | Next Generation Sequencing (NGS) | Een verzamelnaam voor diverse high-throughput DNA-sequencing technologieën die het mogelijk maken om grote hoeveelheden DNA snel en kosteneffectief te sequencen. | | Pyrosequencing (454-sequencing) | Een NGS-techniek gebaseerd op het 'sequencing-by-synthesis' principe, waarbij de incorporatie van nucleotiden wordt gedetecteerd via bioluminescentie. | | Illumina sequencing | Een veelgebruikte NGS-techniek die gebruik maakt van 'sequencing-by-synthesis' met reversibele ketenterminators en fluorescente detectie per cyclus. | | Whole Genome Sequencing (WGS) | Het sequencen van de volledige genetische code van een organisme. | | Whole Exome Sequencing (WES) | Het sequencen van alle exonen, de eiwitcoderende delen van het genoom, wat een gerichte aanpak is voor het identificeren van mutaties. | | Cell-free (cf)DNA | DNA dat circuleert in lichaamsvloeistoffen zoals bloed, afkomstig van zowel gezonde als tumorcellen. Het wordt gebruikt als biomerker voor diagnostiek en monitoring. | | Single-cell sequencing | Technieken die de sequentie van individuele cellen bepalen, wat essentieel is voor het analyseren van heterogene celpopulaties zoals in tumoren. | | Third Generation Sequencing | Sequencing-technieken die het mogelijk maken om één DNA-molecule rechtstreeks te sequencen zonder voorafgaande amplificatie, zoals Nanopore sequencing. | | Nanopore sequencing | Een single-molecule sequencing technologie waarbij DNA-moleculen door een nanoporie gaan en dit verandert de ionenstroom, wat wordt gedetecteerd en geanalyseerd. | | Lab-on-a-chip (LOC) | Een apparaat dat verschillende laboratoriumfuncties integreert op een kleine chip, waardoor analyses met zeer kleine vloeistofvolumes mogelijk worden. | | GeneXpert (Cepheid) | Een voorbeeld van een lab-on-a-chip apparaat dat snelle PCR-gebaseerde detectie van pathogenen mogelijk maakt in een handige cartridge. | | Designer geneesmiddelen | Geneesmiddelen die rationeel zijn ontworpen om specifiek in te werken op moleculaire doelen, zoals Gleevec voor de behandeling van chronische myeloïde leukemie. | | Immuuntherapie | Behandelingen die het immuunsysteem van de patiënt stimuleren om kankercellen aan te vallen, zoals dendritische celvaccinatie (DC-Vac) en CAR T-celtherapie. | | Dendritische celvaccinatie (DC-Vac) | Een vorm van immuuntherapie waarbij dendritische cellen van de patiënt worden 'opgeladen' met tumor-specifieke antigenen en vervolgens worden teruggegeven om een immuunrespons op te wekken. | | CAR T-cellen (Chimeric Antigen Receptor T-cells) | T-cellen van de patiënt die genetisch zijn gemodificeerd om receptoren te produceren die specifiek kankercellen herkennen en vernietigen. | | Digital (droplet) PCR (ddPCR) | Een zeer nauwkeurige methode voor absolute kwantificering van nucleïnezuren door het monster op te delen in duizenden discrete druppeltjes, waarbij de templates worden geteld. | | Poisson distributie/algoritme | Een statistisch model dat wordt gebruikt in digitale PCR om de oorspronkelijke concentratie van de target DNA-sequentie te schatten op basis van het aantal positieve en negatieve druppels, rekening houdend met de willekeurige verdeling van templates. |