Ook worden kankercellen beïnvloed door de extracellulaire matrix, een vezelachtig netwerk van eiwitten om cellen heen, dat weefsels structuur en stevigheid geeft. In tumoren verandert de stevigheid en vezelstructuur van deze matrix, wat de uitzaaiing van kanker kan beïnvloeden.

Kleine apparaatjes

In dit onderzoek ontwikkelde Sleeboom methoden om de invloed van zuurstof en de extracellulaire matrix te onderzoeken buiten het menselijk lichaam. Op basis van de microfluïdica, de wetenschap van het manipuleren van vloeistoffen op kleine schaal, ontwikkelde hij kleine apparaatjes die hij kon laten lijken op de tumor micro-omgeving.

In deze apparaatjes, die chips worden genoemd, kweekte hij kankercellen in kleine vloeistofkanaaltjes en kamertjes. “Dit doet de kankercellen geloven dat ze in een mens zitten”, zegt Sleeboom. “Het grote verschil is dat deze chips controle geven over de tumor micro-omgeving, waardoor het effect van de verschillende factoren op kankercellen systematisch onderzocht kan worden.” Deze technologie staat wereldwijd bekend als ‘Cancer-on-a-chip’.

Om het effect van zuurstofverloop te onderzoeken, ontwikkelde Sleeboom eerst een chip waarin hij het zuurstofverloop kon beheersen. In deze chip kon hij kankercellen volgen, en liet hij zien dat een bepaald type borstkankercel aangetrokken wordt door lagere zuurstofconcentraties. Sleeboom: “Dat is verrassend, omdat men verwacht dat kankercellen juist méér zuurstof zouden opzoeken.”

“Dit kan ons mogelijk meer leren over het gedrag in mensen. Vervolgens hebben we deze techniek verder ontwikkeld, zodat we kunnen nagaan of we ditzelfde gedrag ook zien als de cellen in een extracellulaire matrix zitten.”

Invasie

Specifiek werkte Sleeboom aan een realistischere extracellulaire matrix dan tot nu toe wordt toegepast in het onderzoek, beter lijkend op de matrix zoals die er uit ziet vóórdat kankercellen zich losmaken van de primaire tumor. Als kankercellen zich losmaken, moeten ze in het echt door een dun membraan heen breken, wat invasie genoemd wordt.

Sleeboom ontwikkelde een methode om kankercellen met zo’n membraan te omringen, voordat hij de cellen in de extracellulaire matrix stopt. Zo kon hij de eerste stap van metastase volgen: invasie. De methode geeft onderzoekers de mogelijkheid om dit proces verder te onderzoeken, door bijvoorbeeld de samenstelling van de matrix te variëren.

“De technieken die we hebben ontwikkeld dragen bij aan de verdere ontwikkeling van ‘Cancer-on-a-chip’ en leiden er hopelijk in de toekomst toe dat we kankeruitzaaiing beter begrijpen, of zelfs kunnen voorkomen”, aldus Sleeboom.