Onderzoekers van de Universiteit Twente hebben een methode ontwikkeld die het mogelijk maakt om zeer snel miljoenen individuele cellen te bestuderen, evenals de eiwitten die deze cellen uitscheiden om weefsels te vormen. Deze methode, EPIC genaamd, zou nieuwe inzichten kunnen bieden in levende materie. Toepassingen zijn onder meer te vinden in versnelde ontwikkeling en testen van medicatie, aldus onderzoeker Marieke Meteling.
Weefsels die menselijke organen vormen, bestaan uit cellen binnen een zogeheten extracellulaire matrix. Deze matrix is belangrijk voor hoe cellen functioneren en kan als biomarker dienen voor uiteenlopende ziekten. De huidige technieken om de extracellulaire matrix te bestuderen, zijn volgens de UT traag of bieden een slechte resolutie. Omdat voor veel methoden het te bestuderen weefsel kapot moet worden gemaakt, zijn de klinische en maatschappelijke impact beperkt.
Dat was voor onderzoekers uit het lab van Jeroen Leijten reden om naar betere oplossingen te zoeken. Dit realiseerden ze door geavanceerde microfluïdische technologie en biomateriaalwetenschap te combineren met de meettechniek flowcytometrie. Dit leidde tot het naar eigen zeggen eerste screeningplatform ter wereld met hoge doorvoer en hoge resolutie voor de kwantificering van extracellulaire matrix. Leijten is Associate Professor Complex Tissue Engineering en hoofdonderzoeker in de vakgroep Developmental BioEngineering van het TechMed Centre.
Veel potentiële toepassingen
De nieuwe methodiek kreeg de naam Extracellular Protein Identification Cytometry (EPIC). "Dit verandert de manier waarop we levende materie kunnen bestuderen en heeft veel potentiële toepassingen, zoals het aansturen van de fabricage van 'reserveorganen' en het versnellen van de ontwikkeling en het testen van medicijnen", zegt onderzoeker Meteling.
Voor zaken zoals succesvolle engineering van levende weefsels, het creëren van ziektemodellen, het realistisch testen van medicijnen en de ontwikkeling van regeneratieve geneeskunde is het namelijk belangrijk dat cellen het bedoelde type extracellulaire matrix produceren. EPIC toont hoe individuele cellen hun omgeving bouwen en wijzigen, en dan voor een groot aantal cellen tegelijkertijd.
Volgens Meteling kunnen onderzoekers nu belangrijke vragen bestuderen zoals welk deel van de cellen wordt beïnvloed door een medicijn en waarom bepaalde cellen wel of niet gevoelig zijn voor een specifieke behandeling. Zo kan EPIC kan nieuwe inzichten bieden in het weefselvormingsproces of hoe weefselvernietiging door specifieke cellen plaatsvindt of verandert door behandelingen: inzichten die behandelingen voor ziekten als artrose, fibrose en kanker bevorderen.
Over het onderzoek
Het onderzoek is uitgevoerd door Marieke Meteling onder supervisie van Prof. Dr. Jeroen Leijten, beiden lid van het Leijten lab, in de Developmental Developmental BioEngineering groep (Faculty TNW) van de afdeling BioEngineering Technologies aan de Universiteit Twente.
Het artikel ‘High-Throughput Single-Cell Analysis of Local Nascent Protein Deposition in 3D Microenvironments via Extracellular Protein Identification Cytometry (EPIC)’ van Marieke Meteling, Castro Johnbosco, Alexis Wolfel, Francisco Conceição, Kannan Govindaraj, Liliana Moreira Teixeira en Jeroen Leijten is onlangs gepubliceerd in Advanced Materials.
