Back to list All Articles Archives Search RSS Terug naar lijst Alle artikelen Archieven Zoek RSS

“Het is geen Kuifje in Zuid-Amerika”

“Het is geen Kuifje in Zuid-Amerika”

Photographer:Fotograaf: Eigen foto

UM-hoogleraar naar de jungle om inspiratie op te doen

Voor een instituut als MERLN, dat onderzoek doet naar regeneratieve geneeskunde, zijn nieuwe materialen cruciaal. Hoe vind je die? Je kunt ze zelf ontwerpen maar je kunt je ook laten inspireren door de jungle in Ecuador. Dat laatste leek prof. Jan de Boer een goed idee.

Het was tijdens een bezoek aan de Universidad San Fransisco de Quito dat Jan de Boer aan de praat raakte met de directeur van het Tiputini Biodiversity Station. Hij moest maar eens langs komen. Zo geschiedde, vorige zomer, al was dat makkelijker gezegd dan gedaan. Het station ligt in het Amazonegebied, in het oosten van Ecuador, midden in het regenwoud.

“Je vliegt eerst naar het binnenland, dan een gemotoriseerde kano in, verder met een busje, weer de kano in, en twaalf uur later kom je aan. Het station bestaat uit een verzameling hutjes midden in een nationaal park, met daartussen stapstenen om de tarantula’s en ander ongedierte te ontlopen. Je hebt er ook kogelmieren van wie de steek aanvoelt als een schotwond. De pijn kan drie dagen aanhouden.”

Prof. Jan de Boer onderzoekt hoe cellen reageren op lichaamsvreemde materialen. Die kennis is onontbeerlijk bij het ontwerpen van implantaten en protheses, maar ook om stamcellen uit te laten groeien tot bijvoorbeeld botcellen. Daarbij zijn de chemische eigenschappen van het materiaal maar ook de oppervlaktestructuur ervan cruciaal; beide bepalen welke vorm een cel aanneemt, hoe die zich hecht, zich deelt (zie kader). Dat verloopt anders op een ruwe dan een gladde ondergrond. Bij MERLN zijn inmiddels 2500 verschillende oppervlaktestructuren ontworpen om mee te experimenteren.

Maar wat heeft de natuur eigenlijk in petto? De Boer is drie dagen met kaplaarzen op pad gegaan met een Kitchwa gids, die verbonden is aan het station. “Denk niet aan een schaars gekleed bosmens met pijl en boog, ik bedoel, het was geen Kuifje in Zuid-Amerika. De gids heeft me onder meer laten zien hoe het ecosysteem in elkaar steekt. We stuitten bijvoorbeeld op een dode sprinkhaan, die opgegeten werd door insecten. Uit de kop van het dier groeide  een paddenstoel, die de insecten via z’n sporen infecteert met een stof die hun zenuwcellen ontregelt. Daardoor klimmen de insecten omhoog naar de top van een boom en verspreiden daar de sporen van de paddenstoel.”

Een mooi staaltje overlevingskunst, maar niet meteen nuttig voor De Boers onderzoek. Dat gold wel voor de Naakte Indiaan, een boom met een volstrekt gladde bast, waar dus geen korstmossen of algen op groeien. “Dat is kennelijk een bijzonder oppervlak, van die bast hebben we een stuk meegenomen. Ook interessant voor de scheepsbouw, waar men veel last heeft van aangroeiende algen.”

De Boer heeft ook een kever gevonden met prachtige kleuren op zijn schild. “In de natuur ontstaan kleuren vaak niet door pigment maar door oppervlaktestructuren die het licht breken. De natuur is heel divers en kent materialen die je zelf niet verzint, die al miljoenen jaren interacteren met de omgeving. Denk aan een spinnenweb. Die draadjes zijn relatief sterker dan een stalen kabel, en tegelijk elastischer. Een kabel is simpel gezegd niets meer dan een vlecht van ijzeratomen, een web kent een heel vernuftige spiraalstructuur .”

Het probleem is alleen: hoe kom je interessante materialen op het spoor? “We kunnen daar geen onderzoeker fulltime stallen. We willen daarom afspraken maken met de circa twintig wetenschappers die er permanent verblijven, ze bewust maken van wat wij zoeken. Als ze iets tegenkomen, kunnen ze ons tippen. Het begint namelijk met observaties, net zoals in de geneeskunde. Je hebt eerst iemand nodig die een verband legt tussen specifieke symptomen en het eten van leverworst, om maar eens iets te noemen, en daarna noemen we het een ziekte. Overigens overwegen we wel om studenten ernaartoe te sturen voor een stage, er zitten al geneeskundestudenten in Quito.”

Een andere horde is dat niets uit het regenwoud het land uit mag. “De monsters waaronder het stuk bast en de kever liggen nog steeds opgeslagen in Quito. De Ecuadoriaanse overheid wil dat al het onderzoek ter plekke gebeurt, maar de laboratoria zijn veel eenvoudiger dan wat wij in Maastricht gewend zijn. We zouden de oppervlaktestructuren kunnen scannen en in Maastricht uitprinten.”

De Boer, die biologie heeft gestudeerd, is als een “herboren bioloog” uit de jungle teruggekeerd. “Het was echt fantastisch. Ik ben ook weer volledig overtuigd geraakt van het belang van een ecosysteem. Van de rijkheid ervan kunnen we veel leren. Daarom is het belangrijk om het te beschermen. In het Yasuni National Park staat een oliemaatschappij klaar om te boren. Dat is de tragiek van dit gebied: er zit olie in de grond.”

Betere protheses ontwerpen

Hoe reageren lichaamscellen op materialen? Bekend is dat polymeer geschikt is voor hartkleppen, titanium voor een heup of een kroon, en calciumfosfaatkeramiek voor een botfractuur, somt onderzoeker Dennie Hebels op. “Materiaalonderzoek gebeurt al op grote schaal maar het is erg versnipperd. Je wilt eigenlijk een wereldwijde database waar alle bevindingen van onderzoekers verzameld zijn.”

Die is er nu, gelanceerd door instituut MERLN onder de naam cBiT: Compendium for Biomaterial Transciptomics.

cBiT bevat studies die de eigenschappen - chemie en oppervlak - van (nieuwe) materialen in kaart brengen, en die laten zien hoe de genen in cellen erop reageren. “We willen voor protheses betere materialen ontwerpen waarop cellen zich hechten en groeien”, zegt projectleider Hebels. “In de toekomst kun je bijvoorbeeld complexe botfracturen behandelen met een combinatie van lichaamseigen stamcellen en 3D geprint materiaal. We zitten nu in de beginfase met veel trial and error.”

Het draait niet alleen om de toepassing maar ook om de wetenschappelijke relevantie. “Waarom gedragen cellen zich zoals ze doen? Waarom gaan ze op het ene oppervlak ‘wandelen’, strekken ze zich op de andere ondergrond uit of worden bolletjes?”

Categories:Categorieën:
Tags:

CommentsReacties

There are currently no comments.Er zijn geen reacties.

Post a Comment

Laat een reactie achter

Naam (verplicht)

E-mail (verplicht)

CAPTCHA Afbeelding
Enter the code shown above: