Claudia Persoon and Matthijs Verhage developed new preclinical screening assays using functional, mature human neurons and CRISPR-Cas9 technology, to promote identification of promising treatment strategies for brain disorders.
Brain disorders present a staggering health-care burden, costing around 800 billion euros per year in the EU and affecting almost 180 million people. Currently, development of treatments for these disorders is quite unsuccessful. Of all currently prescribed drugs, >30% target G-protein coupled receptors, that are typically activated by neuromodulators. Neuromodulators are signaling molecules secreted by most neurons, which regulate many processes in our brain and body. Dysregulation of neuromodulator secretion is firmly associated with many brain disorders, but no screening assay for neuromodulator secretion is currently available to develop new therapies.
For the ERC-PoC, Claudia Persoon and Matthijs Verhage have developed human-based neuromodulator screening assays for preclinical therapy design for brain disorders. This assay, the HumanNeuronScreen, uses human neurons, derived from patient skin cells, to maximally approach the situation in the patients’ brain and thereby greatly enhancing the validation of new therapeutic targets in preclinical research. It delivers in depth knowledge on the mechanism, potency and selectivity of candidate therapies, supporting a higher success rate for clinical trials. Therefore, this screen can drastically reduce costs of drug-development for pharmaceutical and biotech companies, and potentially impact 180 million patients in Europe. With this ERC proof-of-concept project, Claudia Persoon and Matthijs Verhage will show the commercial potential of the HumanNeuronScreen and perform all the necessary steps to make this new technology available for the drug development industry. This will maximize the impact of their scientific research conducted in the ERC Advanced grant DCV fusion, by bringing it from lab to market.
N: Claudia Persoon en Matthijs Verhage hebben met behulp van functionele volgroeide menselijke neuronen en CRISPR-Cas9-technologie nieuwe preklinische screeningassays ontwikkeld om de identificatie van veelbelovende behandelingsstrategieën voor hersenaandoeningen te bevorderen.
Hersenaandoeningen vormen een ontzettend grote last voor de gezondheidszorg: per jaar worden bijna 180 miljoen mensen getroffen door hersenaandoeningen en de zorg in de EU bedraagt jaarlijks ongeveer 800 miljard euro. Momenteel is de ontwikkeling van behandelingen voor deze stoornissen weinig succesvol. Van alle momenteel voorgeschreven geneesmiddelen is meer dan 30% gericht op G-eiwit gekoppelde receptoren, die doorgaans worden geactiveerd door neuromodulatoren. Neuromodulatoren zijn signaalmoleculen die door de meeste neuronen worden afgescheiden en die vele processen in onze hersenen en ons lichaam regelen. Deregulatie van de secretie van neuromodulatoren is nauw verbonden met vele hersenaandoeningen, maar er is momenteel geen screeningtest voor de secretie van neuromodulatoren beschikbaar om nieuwe therapieën te ontwikkelen.
Voor het ERC-Proof-of-Concept (ERC-PoC) hebben Claudia Persoon en Matthijs Verhage neuromodulator-screeningassays ontwikkeld voor preklinisch therapieontwerp voor hersenaandoeningen. Deze screening, genaamd de HumanNeuronScreen, maakt gebruik van menselijke neuronen afkomstig van huidcellen van patiënten, waarmee de situatie in de hersenen van patiënten zo nauwkeurig mogelijk kan worden nagebootst om zo de validatie van nieuwe therapeutische targets in preklinisch onderzoek te verbeteren. Dit levert gedetailleerde kennis op over het mechanisme, de potentie en de selectiviteit van kandidaat-therapieën, wat voor een hoger slagingspercentage voor klinische trials zal zorgen. Daarom kan deze screening de kosten van de ontwikkeling van geneesmiddelen voor farmaceutische en biotechnologische bedrijven drastisch verlagen en daarmee mogelijk de 180 miljoen patiënten in de EU helpen. Met dit ERC-PoC-project zullen Claudia Persoon en Matthijs Verhage de potentie van de HumanNeuronScreen voor de geneesmiddelenindustrie aantonen en alle noodzakelijke stappen uitvoeren om deze nieuwe technologie voor de industrie beschikbaar te maken. Dit zal de impact van hun wetenschappelijk onderzoek, dat is uitgevoerd in de ERC Advanced grant DCV fusion, maximaliseren door het van het lab naar markt te brengen.
Fig. 1: HumanNeuronScreen: neuromodulator assay for therapy design in human iPSC-derived neurons. Single human neurons (red) grown on patches of supporting glial cells (green) with synapses visualized in blue. Scale bar: 20µm.
M.Meijer/ FGA