De queeste om het lichaam zichzelf te laten genezen

Lees meer

De queeste om het lichaam zichzelf te laten genezen

Hoogleraar Carlijn Bouten heeft een ambitieus voornemen. Regeneratieve geneeskunde moet de komende twintig jaar van ‘laboratoriumexperiment’ uitgroeien tot vast onderdeel van het zorgpakket. Patiënten met versleten weefsels, organen of gewrichten moeten er daadwerkelijk mee geholpen worden. Om dat te realiseren, coördineert ze de komende tien jaar onderzoeksgroepen van de universiteiten van Eindhoven, Utrecht en Maastricht in hun queeste naar de mogelijkheden van de regeneratieve geneeskunde. "We willen van hype naar hoop."

"Hebt u een nieuw klepje voor me?" Het jongetje van elf jaar kijkt Carlijn Bouten vragend aan. Het is een van die confronterende vragen die de hoogleraar Regeneratieve Geneeskunde vaker te verwerken krijgt tijdens bijeenkomsten voor hartpatiënten. "Dat zijn schrijnende momenten", beaamt Bouten. "Je kunt niets beloven, alleen maar toezeggen dat je er hard aan werkt. Dat is vaak al voldoende voor ze." In haar werkkamer hangt de handtekening van het jongetje, samen met die van andere patiënten. "Los van alle brochures en de helpdesks, houd ik ze zelf ook op de hoogte en beantwoord persoonlijk hun vragen."

Ieder lichaam ontstaat uit een eicel en zaadcel en groeit op eigen kracht uit tot een complex, zelfstandig wezen. Wetenschappers en medici zien kansen in deze fantastische eigenschap. Met slimme biomaterialen en kennis van de moleculaire celbiologie willen ze het lichaam helpen versleten weefsels en organen te repareren. Hoewel de regeneratieve geneeskunde nog in de kinderschoenen staat, zijn de verwachtingen hooggespannen - ook bij de patiënten. 

​​​​​​​‘Mijn ambitie is mijn grootste struikelblok’

Carlijn Bouten
Hoogleraar Regeneratieve Geneeskunde

Ambitie en doorzettingsvermogen kun je Bouten niet ontzeggen. Altijd op het hoogste niveau willen presteren, of het nu musiceren, tennis, judo of wetenschappelijk onderzoek is. "Het is mijn grootste struikelblok. Je legt de lat hoog en faalt dus eigenlijk voortdurend", zegt ze met een glimlach. "Je wilt van jezelf winnen. Zoiets gaat soms ten koste van je omgeving, maar vooral van jezelf."

Al haar inspanningen werden vorig jaar mei beloond met een zogeheten Zwaartekrachtsubsidie van 18,8 miljoen euro om regeneratieve geneeskunde verder te ontwikkelen. Uitgesmeerd over tien jaar en het aantal onderzoeksgroepen gaat het om een relatief bescheiden bedrag. "Het is vooral de erkenning dat we vernieuwend onderzoek gaan doen. Dat vind ik een eer en daar ben ik ongelooflijk trots op."

540 uren

Bouten schreef in samenwerking met TU/e-hoogleraar Bert Meijer, UMC-hoogleraren Marianne Verhaar en Hans Clevers, en met Pamela Habibovic en Clemens van Blitterswijk van de Universiteit Maastricht de onderzoekaanvraag voor de Zwaartekrachtsubsidie. Het kostte haar 540 uren. "Zelfs onder de douche of in bed ben je ermee bezig. Omdat ook mijn gezin belangrijk voor me is, moet je soms op de rem trappen. Gelukkig snapt mijn man (Frank Baaijens, rector van de TU/e, red.) dat ik tijdens het schrijven van zo’n aanvraag door moet. Hij heeft me daarin enorm gesteund. Ook mijn kinderen leven mee, ze waren ongelooflijk trots en blij dat het is gelukt."

Bouten vindt het belangrijk om haar kennis op de plek waar ze is opgeleid, in te zetten; aan de TU/e. "Ik beschouw dat wel een beetje als verplichting. Ik heb een tijd in Boston gewerkt in een heel ander onderzoeksklimaat. Dat zorgt voor een frisse kijk op zaken. Ik zou best opnieuw inspiratie op willen doen in het buitenland. Natuurlijk is geld belangrijk om te doen waar je goed in bent, om verder te komen, maar mijn gezinssituatie laat een lang verblijf in een ander land niet toe. We moedigen onze studenten aan de faculteit Biomedische Technologie nadrukkelijk aan om in het buitenland ervaring op te doen. Negentig procent van de studenten gaat ook en iedereen komt sterker terug. Het hoeft niet per se China of de Verenigde Staten te zijn, het kan ook Luik of Leuven zijn. Als je maar eens buiten de geijkte paden treedt."

Uitleg over hoe de synthetische hartklep ImaValve, waaraan de groep van Bouten onder meer werkt, werkt.

ImaValve - het hart verleiden zichzelf te genezen

Uitleg over hoe de synthetische hartklep ImaValve, waaraan de groep van Bouten onder meer werkt, werkt.

 

Bouten blijft dus nog wel even in Nederland en gaat samen met vooraanstaande materiaalwetenschappers, celbiologen, weefseltechnologen en artsen in Nederland multidisciplinair toponderzoek neerzetten. Ze wil kruisbestuiving en samenwerking op hoog niveau tot stand brengen. ‘Mijn impact zit in het creëren van kansen waar onze onderzoeksvelden samenkomen. We vormen een team en zijn als wetenschappers niet in competitie maar gaan het juist sámen doen. De onderwerpen zijn duidelijk, de aanpak is vrij. Hè, goed om dat een keer hardop te zeggen.’

Aan de TUe binnen haar eigen faculteit is dat samenwerken in hecht teamverband ook de sleutel tot het bereiken van mooie resultaten. Onderzoekers Anthal Smits en Sandra Loerakker benadrukken ook hoe belangrijk het is dat het onderzoek van de diverse groepen zo goed op elkaar aansluit. De groepen van beide onderzoekers leveren bijdragen aan de verdere ontwikkeling van de synthetische hartklep, elk vanuit een andere invalshoek. Maar ze steunen op elkaars resulaten.

Tussen model en experiment

Loerakker richt zich op de mechanische factoren die de groei en remodellering van hartkleppen beïnvloeden. “Het doel is om die processen op een slimme manier te kunnen sturen“, aldus Loerakker, “bijvoorbeeld door het ontwerp van de klep aan te passen. Bij mijn groep ligt de nadruk op de ontwikkeling van computermodellen, maar daarbij is de koppeling met experimenten essentieel. Onze simulaties hebben al geleid tot een grote verbetering in klepfunctionaliteit, waarvan de details waarschijnlijk binnenkort in een publicatie verschijnen.”

Hoe werkt dat ‘slimme sturen’ eigenlijk? “Met de computermodellen proberen we te begrijpen en te voorspellen hoe weefsels zich ontwikkelen en aanpassen in het lichaam. Als die modellen goed werken voor situaties waarvan we de uitkomst kennen uit experimenten, kunnen we daarna verschillende simulaties doen waarbij we het ontwerp van de klep aanpassen en kijken naar het effect daarvan op functionaliteit en regeneratie. Als het model voorspelt dat bepaalde veranderingen tot drastische verbeteringen in regeneratie kunnen leiden, en waar we dus al een keer een overtuigend voorbeeld van hebben gezien, kunnen we door middel van experimenten testen of dat ook daadwerkelijk het geval is.”

Het vergelijken van modelvoorspellingen met experimentele resultaten is niet eenvoudig, aldus Loerakker. “Veel hangt af van het doel dat we willen bereiken met een bepaald computermodel. In de meeste gevallen proberen we vooral de fysica van bepaalde processen te begrijpen, en dan kijken we vooral naar de belangrijkste parameters van weefselorganisatie, zoals bijvoorbeeld de organisatie van collageenvezels of cellen, en beoordelen we of de belangrijkste aspecten daarvan overeenkomen tussen het model en het experiment.”

Immuunreacties voorspellen

Anthal Smits en zijn promovendi proberen de immuunreacties te voorspellen die optreden wanneer de synthetische klep in een lichaam is ingebracht. “Het was destijds al een hele sprong om het proces om te draaien”, vertelt Smits. “In het begin probeerden we de klep buiten het lichaam op te kweken, maar bij het inbrengen daarvan reageerden de cellen die in het lab geoogst waren niet zoals we hadden gehoopt. Dus werd besloten om de synthetische klep zonder cellen in het lichaam aan te brengen. De immuunreacties daarop bleken essentieel te zijn om het proces op gang te brengen waarbij lichaamseigen cellen zich aan de klep gaan vervangen met lichaamseigen nieuw weefsel.

Een zeer belangrijke rol is daarbij weggelegd voor de macrofagen, een bepaald soort witte bloedcellen die altijd beschouwd werden als een soort lompe ‘werkers’, die zorgen dat het lichaam beschermd wordt tegen ongewenste indringers zoals bacteriën. We ontdekten dat deze cellen nog een belangrijke eigenschap hebben; ze trekken andere cellen aan en hebben ook een organiserende functie bij het herstel.”

Lompe werkers spelen grote rol bij herstel

Zo werkt het volgens Smits ook bij de synthetische hartklep. “Het is van veel factoren afhankelijk hoe goed dat proces verloopt. Het gaat dan om het materiaal waarvan de klep gemaakt is, de structuur, de belasting door het bloed en de medicatie die eventueel kan worden toegediend. Daarbij is de immuunreactie bij ouderen minder heftig dan bij jonge kinderen, dus ook daar dien je rekening mee te houden. Wat je in ieder geval wil voorkomen, is dat door de celgroei op de klep, die langzaam wordt afgebroken, littekenweefsel ontstaat. Dat is funest. Het is dus zaak om rekening te houden met een heel palet aan factoren en daar de juiste balans in te vinden. Andere groepen, zoals die van Sandra Loerakker, leveren mijn groep weer gegevens om dat voor elkaar te krijgen.”

Xeltis

Smits is optimistisch gestemd over de verdere ontwikkeling en hoopt dat over afzienbare tijd de synthetische klep ook zijn weg naar de kliniek gevonden heeft. Het bedrijf Xeltis, een spin-off van de TU/e, startte in 2016 met een klinische studie. Bij drie kinderen werd een klep ingebracht. “De resultaten uit deze studie zien er vooralsnog goed uit”, zegt Smits. “We hebben over en weer veel contact met Xeltis en wisselen resultaten uit, al is het natuurlijk een commercieel bedrijf en laten ze ons zoveel zien als zij willen. Wij richten ons vooral op het echte begrijpen van de onderliggende processen om zo systematisch tot betere prothese te komen.”

Buiten de hartklep zijn er nog veel toepassingsgebieden voor deze techniek. “Ook naar zenuwregeneratie, bijvoorbeeld bij een dwarslaesie, wordt veel onderzoek gedaan op dit vlak en zelf doen we onder meer onderzoek naar de ontwikkeling van bloedvaten voor nierdialyse alsook en het herstel van een slecht functionerende nier zelf”, aldus Smits. Loerakker voegt daar aan toe: “Binnen het cardiovasculaire veld zijn bloedvaten de meest voor de hand liggende andere toepassing. Op dit moment niet kan ik niet inschatten hoeveel we onze huidige modellen daarvoor moeten aanpassen of uitbreiden, maar toekomstig onderzoek zou ons daar meer inzicht in moeten geven.”

 

Hoe werkt regeneratieve geneeskunde? Hier zie je hoe een aangetast deel van een bloedvat vervangen wordt en zichzelf 'geneest'. Animatie | ICMS Animation Studio

Bloedvaten die zichzelf genezen

Hoe werkt regeneratieve geneeskunde? Hier zie je hoe een aangetast deel van een bloedvat vervangen wordt en zichzelf 'geneest'. Animatie | ICMS Animation Studio

Regeneratieve geneeskunde in het zorgverzekeringspakket

Bouten is voorstander van een ‘papercliptechnologie’, doeltreffend en eenvoudig toepasbaar, zodat medische oplossingen ook hun weg vinden naar ziekenhuizen in bijvoorbeeld Afrika of India en een revolutie veroorzaken in de geneeskunde. "Als we een doorbraak realiseren, besparen we straks miljoenen mensen een langdurig ziekteproces. Hun levenskwaliteit zal sterk verbeteren en de zorgkosten zullen verminderen."

"Ik wil binnen nu en twintig jaar patiënten kunnen genezen"

Carlijn Bouten
Hoogleraar Regeneratieve Geneeskunde

Gevraagd naar haar wetenschappelijke droom, volgt een lange stilte. Dan resoluut: "Ik wil weten hoe de organisatie van een weefsel ontstaat om die na te kunnen maken. En ik wil echt dat wij binnen nu en twintig jaar een aantal patiënten kunnen genezen. Van hype naar hoop. Het is een lange weg maar die hype moet weg. Het moet echt geïntegreerd worden in onze dagelijkse ziekenhuispraktijk. Regeneratieve geneeskunde zit straks in het zorgverzekeringspakket. Toegankelijk maatwerk voor alle patiënten."

Hoofdfoto | Bart van Overbeeke

 

Deel dit artikel via je socials