ENGINEERINGNET.BE - Tijdens het littekenproces verandert er rondom de huidcellen van alles.
Promovenda Maaike Bril van TU Eindhoven wilde daarom weten hoe huidcellen op deze veranderingen reageren. Maar hoewel er in het lab al veel nagebootst kan worden, ontbrak het nog aan een methode om een celomgeving dynamisch te laten veranderen.
Dankzij de lichtgevoelige hydrogels van de CEC-onderzoeksgroep Stimuli-responsive Functional Materials & Devices van TU Eindhoven die Bril aanpaste, is die methode er nu wel.
Onder invloed van blauw licht kan deze lichtgevoelige hydrogel van oppervlak veranderen, terwijl daar cellen op groeien. Met een fotomasker kun je elke gewenste vormverandering maken, aldus Bril.
“Op de open delen valt het blauwe licht direct op de gel. Daar vindt een overgang plaats naar een andere chemische compositie die waterafstotend is. Het water in de gel trekt vervolgens naar delen die niet belicht zijn, en zo kun je een zichtbare groeve in je gel maken. Die kan je ook weer laten verdwijnen als je de lamp uitzet.”
“We zijn nu zover dat we fibroblasten op de gel kunnen laten groeien en kunnen zien hoe deze cellen reageren op veranderingen in hun micro-omgeving. Fibroblasten hebben een soort handjes, waarmee ze een oppervlak kunnen vastpakken en we zien dat deze aangrijpingspunten mee veranderen als we het oppervlak aanpassen. Bijzonder is dat cellen zich lijken te kunnen trainen, zodat ze voorbereid zijn op veranderingen in hun omgeving.”
Een ander opmerkelijke observatie was die van de bewegende celkernen. Bril: “De beweeglijke celkern, waar de genetische informatie ligt opgeslagen, verschuift naar een regio van de gel die niet verandert, en wordt tegelijk kleiner. We denken dat een cel haar DNA zo beschermt tegen mechanische stress.”
Verder kan Bril de actieve myofibroblasten op de aanpasbare hydrogel deactiveren tot rustigere fibroblasten, om zo mogelijk overmatige littekengroei tegen te gaan.
“We willen nu graag weten welke eiwitten hierbij betrokken zijn, zodat we uiteindelijk kunnen voorkomen dat er vezelchaos ontstaat. Deze methode heeft mogelijk grote potentie voor weefselregeneratie in bredere zin. Nu werken we met huidcellen als modelsysteem, maar dat kunnen in de toekomst ook hart- of niercellen worden.”
Daarnaast hoopt ze dat er ook live met de cel meegekeken kan worden wanneer deze wordt onderworpen aan veranderingen. “We moeten nu de cellen na een lichtexperiment eerst fixeren voordat we ze kunnen bekijken. Mogelijk kunnen we een houder ontwikkelen waarmee hydrogel, fotomaskers en lamp zo onder de microscoop kunnen."
"Deze aanpasbare gel is wereldwijd echt iets nieuws, we krijgen veel enthousiaste reacties over het dynamische aspect. Maar als we live-cell imaging voor elkaar krijgen met deze innovatieve hydrogel zijn we pas echt dynamisch bezig.”
