Jasper Beerens. Foto | Rien Meulman

Sluitstuk | Hersenbeschermlaag nabouwen op een chip

In je hersenen lopen tal van bloedvaten, waar van alles doorheen stroomt. Om te voorkomen dat ongewenste stoffen vanuit de bloedvaten in de hersenen terechtkomen, biedt de blood brain barrier (BBB) - een heel sterke cellaag - bescherming. Toch weten kankercellen soms door deze beschermwand heen te dringen en veroorzaken vervolgens uitzaaiingen in de hersenen. Recent afgestudeerd Werktuigbouwkundestudent Jasper Beerens bouwde een model van de BBB op een chip om het ontstaan van deze uitzaaiingen te kunnen bestuderen.

Uit zijn tas haalt Jasper een klein doorzichtig apparaatje van zacht siliconen-achtig materiaal. Als je goed kijkt, zie je er minuscule kanaaltjes doorheen lopen, die in het midden op een dun membraan kruisen. Het gaat om het gebiedje rond de kruisingen, legt Jasper Beerens uit. Tijdens zijn afstudeerproject optimaliseerde hij het ontwerp van het apparaatje zodat er nu verschillende types bloedvat- en hersencellen in kunnen groeien die samen de BBB vormen.

“Door de kanaaltjes kun je vloeistoffen laten stromen, en dat is juist wat deze BBB-on-a-chip zo bijzonder maakt. Mechanische stress heeft een grote invloed op de integriteit van de barrière, en dat kun je lastig met de traditionelere kweekmodellen nabootsen. Met een speciaal pompsysteem kunnen we de bloedsomloop simuleren en door de diverse aansluitingen kunnen eenvoudig dingen toegevoegd worden, zoals bepaalde eiwitten of kankercellen. Doordat het kweekkamertje zo transparant en dun is, kunnen we bovendien alles onder de microscoop real time volgen.”

Hoewel hij vertelt alsof het allemaal vanzelfsprekend is, is Jasper in werkelijkheid maanden bezig geweest met het finetunen van het ontwerp. De vorm van de kanaaltjes waardoor er luchtbellen ontstonden, het onderzoeken van de doorlaatbaarheid van de barrièrelaag en het karakteriseren van de vloeistofstromen. En dan blijkt het maken van het apparaatje zelf - in het micro-fabrication lab - ook nog eens een tijdrovend precisieklusje en is er eigenlijk per experiment een nieuwe chip nodig.

“Het is heel mooi dat je steeds een stapje verder komt, ondanks alle problemen die op je pad komen. Zo had ik in de fase waarin ik daadwerkelijk cellen in het apparaatje kon laten groeien last van schimmelinfecties in mijn celkweken. Gelukkig had ik een heel optimistische Iraanse collega, een echte steun op de momenten dat alles tegenzat. Sinds ik met hem heb gewerkt, spreek ik ook niet meer van problemen, maar van uitdagingen.”

Dankzij het onderzoek van Jasper zijn er grote vorderingen gemaakt in het nabootsen van de bloed-hersen-barrière op een microfluïdische chip. “Maar het model is nog niet relevant genoeg om er ook daadwerkelijk biomedische experimenten mee te doen, zoals het hersentumoronderzoek”, benadrukt Jasper. “Door samenwerkingen met diverse universiteiten en de onlangs gestarte promovendus die met dit project verder gaat, verwacht ik overigens dat dat niet lang meer gaat duren.”

Zelf blijft hij niet bij het onderzoek betrokken. Ondanks de passie waarmee Jasper over zijn werk praat, vindt hij het tijd de universiteitswereld te verlaten. Nog middenin de banenjacht, maar hij hoopt snel in het bedrijfsleven op zoek te kunnen gaan naar nieuwe uitdagingen.

www.youtube.com/watch

Deel dit artikel