ENGINEERINGNET.BE - 'Als je zo gedetailleerd wilt kijken dat je eiwitcomplexen ziet, dan heb je een zogenaamde elektronenmicroscoop nodig', aldus Nico Sommerdijk, hoogleraar Botbiochemie van het Radboudumc, die de nieuwe microscoop ontwikkelde met zijn team.
'Maar de elektronenstraal die je daarbij gebruikt, beschadigt het biologische materiaal en de vloeistof daaromheen. Dat is niet wenselijk als je de natuurlijke processen in het materiaal wilt bekijken gedurende langere tijd.'
De oplossing daarvoor is een beschermende laag aanbrengen rondom het materiaal, dat schade door de elektronenstraal beperkt. Dat kan met grafeen, een supersterke stof die bestaat uit een enkele laag koolstofatomen.
Sommerdijk en zijn team brengen dit laagje grafeen aan rondom het weefsel en vriezen het dan direct in, zodat biologische processen op pauze gaan. Vervolgens zoeken ze met een lichtmicroscoop de plek in het weefsel die ze in beeld willen brengen.
Pas als zo de juiste oriëntatie is bepaald, gaat het materiaal in de nieuwe elektronenmicroscoop, die metingen in vloeistof kan doen. Daarin wordt het materiaal opgewarmd, komen de processen weer op gang, en worden die direct in beeld gebracht op een schaal van enkele nanometers.
Als voorbeeld van wat de nieuwe techniek in kaart kan brengen, laat Sommerdijk met zijn team nu zien hoe calcium neerslaat in een vorm die mogelijk verkalking veroorzaakt van de aders en aortaklep.
Promovendus Luco Rutten: 'Zit er te veel calciumfosfaat in het bloed, dan kan een bepaald eiwit in het lichaam daaraan binden en voorkomen dat het neerslaat. De nieren ruimen het dan op. We zien onder de microscoop dat die eiwitten met calciumfosfaat bolletjes vormen, die nog afgebroken kunnen worden. Maar die bolletjes kunnen ook groter groeien, dan verandert het calciumfosfaat in kalk, dat niet meer afgebroken wordt.' Dat veroorzaakt mogelijk verkalking in het lichaam.
Voor een verkalkte aortaklep is nu nog geen behandeling mogelijk, anders dan de hele klep vervangen. 'We weten nog niet goed wat er precies gebeurt bij deze vorm van verkalking, daarom zijn er ook nog geen medicijnen', zegt Sommerdijk.
Hij wil dit beter in beeld gaan brengen met de nieuwe microscoop, en kreeg daarvoor recent een ERC Advanced subsidie. In dit project gaat hij een hartklep op een chip ontwikkelen.
In eerste instantie zal dit een model voor een gezonde klep zijn, waarin hij vervolgens verkalking introduceert. Dit project gaat van start in 2025.
