Niels Vander Elst
Om mig
Under de senaste sju åren har jag specialiserat mig på bakteriofag-härledda endolysiner, enzymer med stor potential att bekämpa antibiotikaresistenta infektioner. Denna resa började under en praktik vid Stockholms universitet och har sedan dess utvecklats till en personlig och professionell mission att översätta endolysinteknologin till kliniska och veterinärmedicinska lösningar i verkligheten.
Mitt arbete har konsekvent fokuserat på grampositiva patogener, särskilt Streptococcus- och Staphylococcus-arter. Detta fokus har lett till flera publikationer i Q1-tidskrifter, inbjudna föredrag på internationella konferenser – inklusive äran att öppna en session om framväxande teknologier – samt flera patentansökningar. En av dessa patenterade endolysiner går nu vidare till kliniska prövningar för en veterinär applikation, och en annan utsågs till finalist för University of Marylands utmärkelse ”Invention of the Year” år 2020.
Jag lyckades säkra konkurrenskraftig forskningsfinansiering i både Europa och USA, inklusive ett stipendium från The Belgian American Educational Foundation (BAEF), som stödde min forskning vid The Institute for Bioscience and Biotechnology Research (University of Maryland). Därefter genomförde jag en dubbel doktorsexamen i bioteknik och veterinärmedicin vid KU Leuven och Ghent University, finansierad av Research Foundation Flanders (FWO) i Belgien. I min nuvarande roll som postdoktoral forskare vid Karolinska Institutet fortsätter jag att utveckla endolysinteknologin genom att konstruera nästa generation av molekyler för att övervinna nuvarande begränsningar, såsom att mildra bakteriell antigenfrisättning vid lys, förbättra biodistribution och utveckla synergistiska kombinationer med olika antibiotikaklasser. Dessa insatser syftar till att föra teknologin närmare klinisk tillämpning och meningsfulla patientresultat. En nyligen publicerad studie som jag författade visade att endolysiner kan återställa antibiotikakänslighet hos β-laktam- och makrolid-resistent Streptococcus pneumoniae. Studien fick stor uppmärksamhet genom ett pressmeddelande, där flera medier (TV, radio) rapporterade om min studie, vilket placerade den stadigt bland de 5 % högst rankade forskningsresultaten enligt Altmetric. Mitt postdoktorala arbete fick också ett pris år 2024 vid det årliga Encephalitis-mötet i London.
Utanför laboratoriet är jag aktivt engagerad i akademiskt ledarskap och utbildning. Jag nominerades av mina kollegor och valdes in i ledarskapet för Junior Faculty vid Karolinska Institutet, där jag bidrar till att främja en levande och inkluderande forskningsmiljö. I denna roll tjänstgör jag även som representant för Junior Faculty i styrelsen för arbetsgruppen för öppen vetenskap. Dessutom bidrar jag till den medicinska utbildningen vid KI, där jag är involverad i undervisningen i neurohistologi för Sveriges nästa generation av läkare.
Jag brinner för vetenskapskommunikation och bidrar regelbundet med populärvetenskapliga artiklar för att föra in fagbaserade antimikrobiella medel i den bredare samhällsdialogen. Mitt långsiktiga mål är att bygga en bro mellan innovation inom endolysiner och dess kliniska implementering, för att leverera effektiva och tillgängliga antimikrobiella strategier, oavsett om patienten är människa eller djur.
Forskningsbeskrivning
Min forskning fokuserar på bakteriofag-härledda endolysiner, modulära enzymer som hydrolyserar peptidoglykanskiktet i bakteriella cellväggar, vilket leder till snabb osmotisk lys av grampositiva patogener. Tack vare deras förmåga att lysera bakterier externt när de produceras rekombinant, representerar endolysiner ett lovande alternativ till traditionella antibiotika, särskilt mot resistenta stammar. Dessutom uppvisar endolysiner stark antibiofilm-aktivitet och kan eliminera persisterceller, en viktig fördel vid kroniska och återkommande infektioner.
Även om forskningen kring endolysiner har utvecklats under de senaste årtiondena, har den rationella ingenjörskonsten av dessa enzymer endast fått verklig fart under de senaste 15 åren. På grund av deras modulära arkitektur kan endolysiner funktionellt optimeras genom domänbyte och fusionsdesign. Min doktorandforskning fokuserade på högkapacitets-ingenjörskonst av tredje generationens endolysinvarianter med utökad funktionalitet, inklusive intracellulär dödande kapacitet mot veterinärmedicinska Streptococcus-arter, såsom S. uberis. Detta arbete lade grunden för utvecklingen av endolysiner skräddarsydda för specifika veterinärmedicinska patogener hos mjölkkor, och inkluderade inlämnandet av ett patent där den konstruerade substansen nu går vidare till kliniska prövningar.
För närvarande, som postdoktoral forskare vid Karolinska Institutet, karaktäriserar jag välstuderade pneumokockendolysiner i cellkultur och in vivo-modeller, med särskilt fokus på infektioner i centrala nervsystemet. Mitt arbete syftar till att övervinna nuvarande översättningshinder genom att konstruera nästa generation av endolysiner som adresserar viktiga begränsningar såsom bakteriell antigenfrisättning vid lys, suboptimal farmakodynamik och begränsad penetration över biologiska barriärer. I vår senaste studie kunde vi visa att endolysiner inte bara kan passera blod-hjärnbarriären utan också återgöra β-laktam- och makrolid-resistent Streptococcus pneumoniae känslig för konventionella antibiotika. Detta fynd öppnar dörren för kombinationsterapier som förlänger livslängden för befintliga antimikrobiella medel.
Sammantaget kombinerar min forskning syntetisk biologi, proteinteknik och infektionsbiologi för att föra endolysiner närmare klinisk användning inom både human- och veterinärmedicin.
Undervisning
Läkarprogrammet vid Karolinska Institutet – Neurohistologi
Utvalda publikationer
- Preprint: OSF PREPRINTS. 2025Vander Elst N
Artiklar
- Article: MOLECULAR MEDICINE. 2025;31(1):170Vander Elst N; Farmen K; Knorr L; Merlijn L; Iovino F
- Journal article: ACTA VETERINARIA SCANDINAVICA. 2024;66(1):20Vander Elst N
- Article: APPLIED MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY. 2024;108(1):1-12Endolysin NC5 improves early cloxacillin treatment in a mouse model of Streptococcus uberis mastitisVander Elst N; Bellemans J; Lavigne R; Briers Y; Meyer E
- Article: MICROBIAL BIOTECHNOLOGY. 2023;16(12):2367-2386Vander Elst N; Bert J; Favoreel H; Lavigne R; Meyer E; Briers Y
- Article: VETERINARY RESEARCH. 2023;54(1):28Vander Elst N; Bellemans J; Steenbrugge J; Geeroms C; Breyne K; Piepers S; Toledo-Silva B; de Souza FN; Haesebrouck F; De Vliegher S; Meyer E
- Article: ONCOIMMUNOLOGY. 2022;11(1):2103277Steenbrugge J; Bellemans J; Vander Elst N; Demeyere K; De Vliegher J; Perera T; De Wever O; Van Den Broeck W; De Spiegelaere W; Sanders NN; Meyer E
- Article: NPJ BREAST CANCER. 2021;7(1):27Steenbrugge J; Vander Elst N; Demeyere K; De Wever O; Sanders NN; van den Broeck W; Ciamporcero E; Perera T; Meyer E
- Article: FRONTIERS IN VETERINARY SCIENCE. 2020;7:576583Vander Elst N; Breyne K; Steenbrugge J; Gibson AJ; Smith DGE; Germon P; Werling D; Meyer E
- Article: ANTIBIOTICS-BASEL. 2020;9(9):621Vander Elst N; Linden SB; Lavigne R; Meyer E; Briers Y; Nelson DC
- Article: FRONTIERS IN IMMUNOLOGY. 2019;10:2928Steenbrugge J; Vander Elst N; Demeyere K; de Wever O; Sanders NN; Van Den Broeck W; Dirix L; Van Laere S; Meyer E
- Journal article: VLAAMS DIERGENEESKUNDIG TIJDSCHRIFT. 2018;87(4):181-187Vander Elst N; Meyer E
Alla övriga publikationer
- Patent: 2024Vander Elst N; Briers Y; Meyer E; Lavigna R
- Patent: 2020Nelson DC; Linden SB; Vander Elst N
Forskningsbidrag
- Endolysins as innovative antimicrobials to improve pneumococcal meningitis treatment (Renewed)Kronprinsessan Lovisas Förening För Barnasjukvård / Stiftelsen Axel Tielmans Minnesfond1 November 2025
- Endolysins as innovative antimicrobials to improve pneumococcal meningitis treatmentKronprinsessan Lovisas Förening För Barnasjukvård / Stiftelsen Axel Tielmans Minnesfond1 November 2023
- Engineering of chimeric bacteriophage-derived endolysins and selection of staphylolytic and streptolytic candidates for the treatment of Gram-positive mammary gland infections in cowsFonds Wetenschappelijk Onderzoek1 January 2020 - 31 October 2023
- Bacteriophage-endolysin candidate mastitis therapyBelgian American Educational Foundation1 January 2019 - 31 December 2019
Anställningar
- Postdoktor, Neurovetenskap, Karolinska Institutet, 2025-2027
- Postdoktorala Studier, Neurovetenskap, Karolinska Institutet, 2023-2025
- Doctoral Studies, Veterinary and Biosciences, Ghent University, 2020-2023
- Doctoral Studies, Institute for Bioscience and Biotechnology Research (IBBR), University of Maryland, College Park, 2019-2020
Uppdrag
- Sekreterare, Junior Faculty, Karolinska Institutet, https://staff.ki.se/our-ki/junior-faculty-at-karolinska-institutet/jf-steering-group, 2025-
Priser och utmärkelser
- Best Poster Presentation, Encephalitis International, https://www.encephalitis.info/news/encephalitis-international-conference-2024/, 2024
- Invention of the Year Award - Finalist, University of Maryland, College Park, https://agnr.umd.edu/news/agnr-researcher-wins-umd-invention-year-life-sciences-among-three-agnr-nominees-crispr-gene/, 2021
Gästforskning och resestipendier
- FWO-SB Fellowship, Research Foundation - Flanders, 2020-2023
- Doctoral Fellowship, Belgian American Educational Foundation, Visiting Scientist at the Institute for Bioscience and Biotechnology Research, Rockville, MD, USA, 2019-2020
Sakkunniggranskning för vetenskaplig tidskrift
- Acta Veterinaria Scandinavica, Anonymous peer review
- Antoine Van Leeuwenhoek, Anonymous peer review
- Applied and Environmental Microbiology, Anonymous peer review
- Archives of Microbiology, Anonymous peer review
- ASM Journal of Virology, Anonymous peer review
- BMC Microbiology, Anonymous peer review
- eLife, Anonymous peer review
- International Journal of Molecular Sciences, Anonymous peer review
- Heliyon, Anonymous peer review
- Journal of Animal Science and Technology, Anonymous peer review
- Journal of Medical Microbiology, Anonymous peer review
- Journal of Molecular Biology, Anonymous peer review
- MDPI Animals, Anonymous peer review
- Microbial Pathogenesis, Anonymous peer review
- NPJ Biofilms and Microbes, Anonymous peer review
- Probiotics and Antimicrobial Proteins, Anonymous peer review
- Scientific Reports, Anonymous peer review
- Virulence, Anonymous peer review
Expert
- Evaluator of research applications in national competition, External Grant Evaluator, Slovak Research and Development Agency, 2024
Konferenser och events
- Muntliga presentationer av egna accepterade abstract, The Phage Protein Meeting (Ghent, Belgium), Bacteriophage-derived endolysins restore antibiotic susceptibility in β-lactam- and macrolide-resistant Streptococcus pneumoniae infections, 2025
- Poster-presentationer av egna accepterade abstract, EuroPneumo (Azores, Portugal), Bacteriophage-derived endolysins restore antibiotic susceptibility in β-lactam- and macrolide-resistant Streptococcus pneumoniae infections, 2025
- Muntliga presentationer av egna accepterade abstract, Third Symposium Belgian Society for Viruses of Microbes (Brussels, Belgium), Synergistic potential of bacteriophage-derived endolysin cpl-1 and beta-lactam antibiotics for the treatment of penicillin-resistant pneumococcal meningoencephalitis, 2024
- Poster-presentationer av egna accepterade abstract, Encephalitis International (London, UK), Bacteriophage-encoded endolysins as innovative antimicrobials for the future treatment of pneumococcal meningoencephalitis, 2024
- Muntliga presentationer av egna accepterade abstract, Discovery to Innovation in Animal Health (Ghent, Belgium), Bacteriophage-derived enzymes: pioneering the next generation antimicrobials in veterinary medicine, 2024
- Inbjuden föredragshållare, National Mastitis Council Regional Meeting (Ghent, Belgium), Engineering tomorrow's antimicrobials: bacteriophages and -derived enzymes as innovators for the control of bovine mastitis, 2024
- Poster-presentationer av egna accepterade abstract, Second Symposium Belgian Society for Viruses of Microbes (Liège, Belgium), Endolysin NC5 improves early cloxacillin treatment in a mouse model for bovine Streptococcus uberis mastitis, 2023
- Poster-presentationer av egna accepterade abstract, Viruses of Microbes (Guimarães, Portugal), A method for the purification of non-pyrogenic bacteriophage-derived endolysins with an in vitro or in vivo application, 2022
- Poster-presentationer av egna accepterade abstract, Inaugural Symposium of the Belgian Society for Viruses of Microbes (Leuven, Belgium), Characterization of endolysins PlySs2 & -9 with in vitro lytic activity against bovine mastitis Streptococcus uberis, 2022
- Poster-presentationer av egna accepterade abstract, Evergreen International Phage Biology Meeting (Olympia, USA), The PlySs9 endolysin and its amidase EAD subdomain reveal potential roles in the treatment of Gram-positive bovine mastitis, 2019