- Sluitstuk , Onderzoek
- 05/09/2018
Sluitstuk | Implantaten en immuuncellen
Wie een hagedis bij zijn staart pakt, kan zomaar met een losse staart achterblijven. De hagedis ontkomt en die staart groeit later gewoon weer terug. Dat laatste gebeurt onder invloed van zogeheten macrofagen – immuuncellen die wij mensen ook bezitten. Promovenda Valentina Bonito zocht uit hoe we de geneeskrachtige werking van deze macrofagen het best kunnen gebruiken om de vorming van lichaamseigen bloedvaten of hartkleppen te begeleiden.
Bij Biomedische Technologie onderzoeken ze hoe je het lichaam zélf een nieuwe hartklep of (slag)ader kunt laten maken: in situ tissue engineering wordt dat genoemd. Een poreus en flexibel implantaat van biologisch afbreekbaar plastic dient daarvoor als basis; hierin kunnen zich lichaamscellen nestelen die uitgroeien tot volledig functionerend weefsel.
Dat gaat echter niet vanzelf, zegt Valentina Bonito. “Zo’n implantaat wordt in principe aangevallen door het immuunsysteem; het is namelijk een lichaamsvreemd element. Bij die aanval spelen macrofagen, immuuncellen uit de bloedbaan, een belangrijke rol.” Die macrofagen zijn er in twee varianten, legt ze uit. Eén, door Bonito aangeduid als M1, die een afweerreactie aanwakkert met de vorming van littekenweefsel tot gevolg, en een vriendelijkere variant, M2, die de aanmaak van nieuw, gezond weefsel stimuleert. Beide typen immuuncellen zorgen ondertussen voor afbraak van het implantaat.
“Het regeneratieve proces begint altijd met een door cellen van type M1 veroorzaakte ontstekingsreactie, die echter op een bepaald moment moet worden geremd door macrofagen van type M2.” Het implantaat moet zodanig wisselwerken met de immuuncellen dat de afbraak van het geïmplanteerde materiaal in balans is met de aanmaak van nieuw weefsel. Anders zit de patiënt na een aantal maanden alsnog met een onvolgroeide hartklep, of lekkend bloedvat.
Opbouwers
Eén strategie is om het implantaat te voorzien van signaalmoleculen, die de immuuncellen stimuleren om zich op de gewenste manier te gedragen: als opbouwers van gezond weefsel. Dit testte Bonito met een implantaat - een zacht, wit plastic buisje van zo’n centimeter lang - dat dienst deed als aorta in een laboratoriumrat. “We zagen inderdaad dat zich rond het implantaat veel meer weefsel had gevormd wanneer we die hadden bekleed met het molecuul interleukin-4, dat M2-cellen activeert. Wonderbaarlijk om dat na drie maanden terug te zien, terwijl de rol van de macrofagen zich voornamelijk beperkt tot de eerste dagen na het implanteren.”
Het succes van de ingreep wordt echter door meer factoren bepaald. In hoeverre de cellen in het implantaat worden blootgesteld aan rekkrachten heeft ook invloed, zo zag Bonito. Door de pulserende hartslag rekken bloedvaten in datzelfde ritme telkens wat uit, en dat blijkt van cruciaal belang voor het gedrag van de macrofagen en de vorming van nieuw weefsel. “Matige krachten blijken het beste resultaat op te leveren. En die kunnen we bereiken door een iets stijver materiaal te gebruiken.”
Persoonlijk
Voor een optimaal resultaat zou in de toekomst ook de invloed van andere immuuncellen moeten worden onderzocht, gelooft de Italiaanse promovenda. Daarnaast varieert die immuunreactie - en daarmee de manier waarop een implantaat door het lichaam wordt ontvangen - per persoon, afhankelijk van onder meer leeftijd, geslacht en gezondheid.
“Denk aan mensen met suikerziekte, een aandoening die vaak gepaard gaat met hart- en vaataandoeningen. Die hebben vaak meer glucose in hun bloed. Een dergelijke omgeving zou je in het lab kunnen nabootsen, om te kijken wat dat betekent voor de implantaten die je wilt gebruiken. Met als ultieme doel een behandeling op maat voor elke patiënt.”
Discussie