Ons Onderzoek

Het onderzoek in BioClock is verdeeld in 3 clusters, ieder met een focus op een ander aspect van de interactie tussen de biologische klok en de wereld om ons heen. In Cluster 1 zullen we de maatschappelijke relevantie van de biologische klok onderzoeken. Hierbij kijken we naar het stimuleren van fysieke en mentale gezondheid alsook de preventie van het ontstaan van ziekte in de 24-uurs maatschappij. In Cluster 2 gebruiken we onze kennis over de biologische klok in het voordeel van patiënten in allerlei aspecten van het gehele zorgstelsel. In Cluster 3 pakken we de effecten van lichtvervuiling op de biologische klokken van planten en dieren in zowel stedelijke als landelijke gebieden aan. Dit doen we om strategieën die biodiversiteit beschermen te ontwikkelen en te implementeren.

Cluster 1 – Klokken in de maatschappij

In Cluster 1 gaan we praktische interventies ontwikkelen en testen die mensen moeten helpen om hun biologische klok gezond te houden gedurende het hele leven. Het onderzoek in dit cluster omvat de ontwikkeling van innovatieve verlichtingsstrategieën, beweging- en dieet-gerelateerde lifestyle interventies, gepersonaliseerde werkroosters en programma’s voor educatie; allen met de intentie om het functioneren van de klok gezond te houden. Daarnaast zullen we op zoek gaan naar moleculaire aanwijzingen die verstoring van de biologische klok, en daaraan gelinkte ziekten, kunnen voorspellen en kwantificeren. Deze aanwijzingen kunnen vervolgens leiden tot nieuw onderzoek en therapeutische ontwikkelingen. Hieronder vind je meer informatie over de projecten.

Cluster leider: Laura Kervezee (LUMC)

Vice-cluster leider: Roelof Hut (RUG)

Senior adviseur: Andries Kalsbeek (NIN)


Projecten:

WP1.1 Dag- en nacht verlichting

Dit werkpakket onderzoekt de mechanismes van lichteffecten op gedrag en cognitie in nacht- en dagdieren en mensen. Specifieker wordt er gekeken naar:

  1. De bijdrage van fotoreceptoren aan entrainment en mentale prestatie in mensen,
  2. De effecten van licht op het brein functie, cognitie en gedrag in dag- en nachtdieren, en
  3. Het ontwikkelen en testen van lichtbronnen die prestaties kunnen verbeteren zonder circadiane verstoringen te veroorzaken.
    WP1.2 Klokken & Gedrag

    Dit werkpakket zoekt naar de optimale timing van lichamelijke inspanning en voeding als preventiemiddel voor verstoringen van de stofwisseling en het slaap-waakritme, problemen die vaak worden veroorzaakt door leefstijl. Specifieker wordt er gekeken naar:

    1. Het bepalen van de optimale tijd van inspanning en voeding om glucose huishouding en slaap-waakritmes te verbeteren,
    2. Het identificeren van brein mechanismes die lange termijn positieve effecten van goed getimede fysieke inspanning versterken, en 
    3. Het bepalen of natuurlijk daglicht bijdraagt aan de positieve gezondheidseffecten van lichamelijke inspanning.
      WP1.3 Gepersonaliseerde preventie

      Dit werkpakket ontwerpt, op biomarkers gebaseerde, gepersonaliseerde strategieën om duurzame gezondheid en prestatie in ploegendienstwerkers te bewerkstelligen. Specifieker wordt er gekeken naar:

      1. Het identificeren en valideren van biomarkers die de circadiane verstoringen in ploegendienstwerkers kunnen kwantificeren,
      2. Het bepalen of zulke biomarkers kunnen worden gebruikt om gezondheidsrisico’s op latere leeftijd te voorspellen, en
      3. Het ontwikkelen van methoden om fitheid en inzetbaarheid van ploegendienstwerkers te verbeteren.
      WP1.4 BioClock Educatie

      Dit werkpakket ontwikkelt educatieve programma’s en interventies, gericht op (de kennis over) de biologische klok van adolescenten en universitaire studenten. Specifieker wordt er gekeken naar:

      1. De ontwikkeling en evaluatie van een educatief programma voor middelbare scholieren, waarbij zij leren over hun dagelijkse gedrag, de impact van de biologische klok en de consequenties voor hun gezondheid, en
      2. De ontwikkeling en evaluatie van interventies die de biologische klok en slaappatronen van universiteitsstudenten verbeteren, met als doel om geestelijke gezondheidsproblemen te voorkomen of te minimaliseren.

      Cluster 2 – Klokken in de zorg

      In Cluster 2 gaan we de belangrijkste principes van de biologische klok gebruiken om de klinische resultaten van patiënten in verschillende aspecten van het zorgstelsel te verbeteren. We onderzoeken de langetermijneffecten van een dag- en nachtritme op de neonatale intensive care en de effecten van licht en sociale ritmes ter verbetering van mentale gezondheid. Daarnaast ontwikkelen we nieuwe methoden om de klokfunctie te versterken of te herstellen en optimaliseren we het tijdstip van immuuntherapieën, bijvoorbeeld tijdens vaccineren of kankerbehandeling. Hieronder vind je meer informatie over de projecten.

      Cluster leider: Niki Antypa (Universiteit Leiden)

      Vice-cluster leider: Ines Chaves (Erasmus MC)

      Senior adviseur: Bert van der Horst (Erasmus MC)


      Projecten:

      WP2.1 Gezondheid & Klokken in het ziekenhuis

      Dit werkpakket wil de ontwikkeling en gezondheid van mensen verbeteren door het versterken van het circadiane ritme tijdens vroege levensjaren. Specifieker wordt er gekeken naar:

      1. Het identificeren van markers van epigenetische gezondheidsrisico’s in vroeggeboren kinderen. Daarnaast wordt er een analyse methode van circadiane ritmes ontwikkeld om de kracht van het circadiane systeem op latere leeftijd te voorspellen.
      2. Het ontwikkelen van een klinische interventie die circadiane ontwikkeling, en postnatale groei en gezondheid kan verbeteren, en
      3. Het onderzoeken van de onderliggende mechanismen van effectieve interventies door het monitoren van slaap en hersenontwikkeling.
        WP2.2 Gezonde klok, gezonde geest

        In dit werkpakket wordt de biologische klok van patiënten met depressie herstelt en geoptimaliseerd. Specifieker wordt er gekeken naar:

        1. Het begrijpen van de hersenmechanismes die lichttherapie tot een succesvolle behandeling van depressie maken,
        2. Het optimaliseren van chronotherapeutische interventies om het welzijn en herstel van patiënten met depressie te verbeteren, en
        3. Het identificeren van markers die de effectiviteit van behandeling voor depressie voorspelt en daarmee de mogelijkheid geeft voor behandeling selectie.
          WP2.3 Chrono-immuuntherapie

          Dit werkpakket wil bepalen op welk tijdstip van de dag vaccinaties zouden moeten worden toegediend om de beste bescherming te bieden. Specifieker wordt er gekeken naar:

          1. Het bepalen van het effect van dosering van de vaccinatie op de antilichaam reactie en daarmee de kans op ziekte, en
          2. Het onderzoeken van de rol van de biologische klok in kanker immuuntherapie
          WP2.4 Klokmedicatie

          In dit werkpakket wordt gezocht naar methoden om de klok mechanismen te versterken. Specifieker wordt er gekeken naar:

          1. Het identificeren, valideren en optimaliseren van methoden om de een beschadigde klok te herstellen,
          2. Het ontwikkelen van chemische stofjes uit de effectieve methoden, en 
          3. Het identificeren van klokmechanismen waarmee deze stofjes interacties aangaan.

            Cluster 3 – Klokken in de natuur

            In Cluster 3 worden innovatieve technieken en oplossingen gebruikt voor het minimaliseren van verstorende effecten van de 24-uurs maatschappij op de biologische klokken van planten en dieren. We zullen eerst kijken naar de fysiologische en gedragseffecten van lichtvervuiling. Hiermee kunnen we begrijpen wat dat betekent voor de fitheid van organismen en de daar aan verwante effecten op ecologische systemen. We willen de schadelijke effecten van lichtvervuiling in de natuur minimaliseren door het ontwikkelen en implementeren van effectieve nieuwe strategieën. Deze strategieën beschermen het 24-uurs ritme in stedelijke, landelijke en natuurlijke ecosystemen met als doel om de alarmerende achteruitgang in wereldwijde biodiversiteit te vertragen. Hieronder vind je meer informatie over de projecten.

            Cluster leider: Kamiel Spoelstra (NIOO-KNAW)

            Vice-cluster leider: Martina Vijver (Universiteit Leiden)

            Senior adviseur: Joke Meijer (LUMC)


            Projecten:

            WP3.1 Nachtactiviteit vs. Dagactiviteit

            Dit werkpakket bestudeert de mechanismes waarmee lichtvervuiling het gedrag en de fysiologie van dagactieve en nachtactieve diersoorten beïnvloedt. Dit wordt gebruikt om strategieën te identificeren waarmee het functioneren van de klok behouden kan blijven. Specifieker wordt er gekeken naar:

            1. Het bepalen van de effecten van lichtvervuiling op de robuustheid van het 24uurs ritme in dagactieve en nachtactieve dieren. Hiermee worden potentiele strategieën blootgelegd waarmee de effecten van lichtvervuiling kunnen worden tegengegaan,
            2. Het bepalen van de effecten van licht in de nacht op seizoensritmiek, zoals voortplanting in zoogdieren (met labonderzoek) en migratie in vissen (in veldonderzoek), en
            3. Het implementeren van preventie strategieën om de biodiversiteit te beschermen.
            WP3.2 Verkeerd-verbonden klokken

            Dit werkpakket onderzoekt hoe lichtvervuiling leidt tot mismatches in circadiane ritmes in het voedselweb, van planten en planteneters tot roofdieren. Specifieker wordt er gekeken naar:

            1. Het onderzoeken hoe verschillende vormen van lichtvervuiling leiden tot circadiane mismatches tussen planten, en de activiteit ritmes van planteneters (insecten) en roofdieren (vleermuizen en vogels),
            2. Het kwantificeren van de rol van lichtvervuiling op veranderingen in bestuiving en ongedierte ontwikkeling door circadiane mismatches in het voedselweb, en
            3. Het ontwikkelen van praktische strategieën om de effecten van lichtvervuiling te minimaliseren en de kracht van het ecosysteem te maximaliseren.
            WP3.3 Klokken in de stad

            Dit werkpakket onderzoekt in hoeverre de 24uurs activiteit van steden effect hebben op ritme van diersoorten. Specifieker wordt er gekeken naar:

            1. Het bepalen van veranderingen in de biologische klok in stedelijke omgeving,
            2. Het ontwikkelen van strategieën om verstoringen van de biologische klok in stedelijk gebied te reduceren, en 
            3. Het actief betrekken van bewoners van steden om effecten van lichtvervuiling te verbeteren.
              WP3.4 Impact van lichtspectra

              Dit werkpakket onderzoekt het effect van lichtvervuiling op de beweging van dieren die het leven navigeren op licht, fototaxis, zoals insecten en migrerende vogels. Specifieker wordt er gekeken naar:

              1. Het experimenteel en empirisch onderzoeken van de impact van lichtkleur op soort-specifieke fototaxis in insecten en vogels,
              2. Het gedragsmatig en neurofysiologisch karakteriseren van het lichtspectrum op specifieke fototaxis in insecten, en 
              3. Het implementeren van aanbevelingen om de impact van lichtvervuiling te reduceren door middel aanpassing van de lichtsituatie.
                NWO logo


                Het BioClock consortium wordt gefinancierd door het Nationale Wetenschapsagenda (NWA-ORC) programma van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO; project nummer 1292.19.077).