Onderzoek met levend weefsel - Technische Universiteit Eindhoven ...

1 8
ONDERZOEK
Dr. Carlijn Bouten zette het laboratorium voor
Cell en Tissue Engineering op.
Tissue engineering dient twee verschillende
doelen. Als een bio-artificieel weefsel
eenmaal goed geconditioneerd is dankzij
de prikkels, kan het dienst doen als biologische
prothese en in het menselijk
lichaam geïmplanteerd worden. Bijvoorbeeld
als hartklepprothese. Vervanging
van de aortaklep is een veelvoorkomende
operatie, en op de TU/e al jaren onderwerp
van onderzoek. Er wordt meestal
gebruik gemaakt van mechanische kleppen
van kunststof, of biologische kleppen
uit ‘dood’ menselijk of dierlijk materiaal.
Beide typen zijn nog verre van ideaal.
Levend materiaal als basis voor protheses
heeft een verlaagde afweerreactie als
voordeel. Ook kan het beter meegroeien
en zich aanpassen aan de continu veranderende
omstandigheden in het menselijk
lichaam. ‘Wij zijn hier drie jaar geleden
mee begonnen’, vertelt Bouten. ‘Daarmee
is de combinatie met tissue engineering
gelegd. Het punt is dat we de prothese
stevig moeten zien te krijgen. De grootste
hartklep in het menselijk lichaam moet
tientallen keren per minuut enorme hoeveelheden
bloed doorlaten. Wij moeten
M A T R I X / 1 / 2 0 0 3
de biologische prothese dus zodanig prikkelen
en trainen dat die sterk en duurzaam
genoeg is. De ontwikkelingen gaan
momenteel heel snel. Artsen in Zürich
die aan het onderzoek meewerken, willen
binnen twee jaar een lichaamseigen hartklep
in een patiënt zetten.’
Spiermodel
Het tweede doel van tissue engineering
is weefsels te maken die dienst doen als
model voor onderzoek. ‘Met een laboratoriummodel
van een spier bijvoorbeeld
kunnen we bestuderen hoe een spier in
het lichaam zal reageren op belasting.
Het BMTE-lab voert momenteel een groot
onderzoek uit naar drukwonden. Dat zijn
wonden van mensen die bedlegerig zijn,
altijd in een rolstoel zitten of knellende
schoenen dragen. Als er langdurig een
bepaalde kracht op een weefsel wordt uitgeoefend,
gaan er langzamerhand steeds
meer cellen kapot. De (bio)medische
wetenschap weet nog steeds niet precies
wat hier gebeurt. We kunnen die drukwonden
nog steeds niet genezen of voorkomen.’
Om dichterbij een oplossing te komen
kijkt de groep heel goed wat er op celniveau
gebeurt. ‘Zoiets kun je niet met
mensen of proefdieren doen, dat is niet
FOTO: BART VAN OVERBEEKE
Tissue engineered
skeletspierweefsel.
De spier wordt
onder spanning
gehouden met artificiële
peesplaten.
Scaffold voor
tissue engineering
van hartklep.
ethisch. Bovendien duurt het wel een
paar uur voor zo’n doorligplek er is.
Daarom bootsen wij de situatie na met
een model van weefsel dat we met tissue
engineering gemaakt hebben. Die modellen
zijn heel klein, anders kunnen we
ze niet in leven houden. Het is namelijk
nog niet gelukt om ook bloedvaten in de
gekweekte weefsels te leggen. We belasten
het model systematisch en volgen met de
microscoop wat er gebeurt op celniveau.
Wanneer en waar gaan er cellen kapot?
Herstellen ze zich weer als de belasting
ophoudt? Door verschillende stoffen toe te
voegen kunnen we zien of dat effect heeft
op de schade die de cellen ondervinden
van de mechanische belasting.’
Klinisch
Het onderzoek in het lab gebeurt altijd
naar aanleiding van een klinisch probleem.
Zo ook het onderzoek naar drukwonden.
‘Een paar jaar geleden liet een
inventarisatie in de Eindhovense ziekenhuizen
zien dat drukwonden boven aan
het lijstje van toekomstige problemen
stond. In 1995 ben ik speciaal aangetrokken
om dit onderzoek op te starten,
samen met collega dr.ir. Cees Oomens.
Het is belangrijk dat ons onderzoek op
cel- en weefselniveau uiteindelijk wordt
teruggekoppeld naar de patiënt, naar de
klinische situatie. We vergroten daarvoor
het fundamentele resultaat van het celonderzoek
uit naar het weefselniveau, dan
naar het proefdierniveau, en tenslotte
naar de mens.’
Een manier om dit voor elkaar te krijgen
is via computersimulaties. ‘De experi-