Dankzij een innovatief ‘bloedvat op een chip’ model hebben onderzoekers in de VS ontdekt hoe gespecialiseerde, perivasculaire, cellen rondom kleine bloedvaten, chronische ziektes en andere aandoeningen, zoals kanker, diabetes en fibrose, kunnen verergeren. Met die bevindingen kan nu gewerkt worden aan alternatieve behandelingen van die ziektes.
Bijna tien jaar geleden ontwikkelde de leider van het onderzoek, Luiz Bertassoni, D.D.S., Ph.D, met zijn team een methode om bloedvaten te 3D-printen in het lab. Dit werd toen geroemd door tijdschrift Discover als een van de beste wetenschappelijke ontdekkingen van het jaar. Sindsdien heeft het team zich gericht op de ontwikkeling van technologie, zoals het ‘bloedvat op een chip’ model, waarmee de bloedvaten in het menselijk lichaam beter nagebootst kunnen worden om complexere ziekten te bestuderen. De ontdekking die nu gedaan is, is mede daardoor tot stand gekomen en onlangs gepubliceerd in Science Advances.
Perivasculaire cellen
Het onderzoek van Bertassoni en zijn team toont aan dat perivasculaire cellen veranderingen in nabijgelegen weefsels waarnemen en signalen uitzenden die de bloedvatfunctie verstoren, waardoor de progressie van de ziekte verergert.
Het onderzoek maakte dus gebruik van een innovatief ‘bloedvat op een chip’ model, ontwikkeld door Christopher Chen, M.D., Ph.D., en zijn team van Boston University en het Wyss Institute van Harvard, die samenwerken aan dit project. Door condities als weefselstijfheid en littekenvorming na te bootsen - veelvoorkomend bij veroudering, chronische ziekten en kanker - ontdekten de onderzoekers dat perivasculaire cellen lekkage en vervorming van bloedvaten veroorzaken, waardoor ontstekingen en ziekten verergeren.
“Toen we de perivasculaire cellen verwijderden, reageerden de bloedvaten in wezen niet meer op weefselveranderingen,” voegde Cristiane Miranda Franca, D.D.S., Ph.D., de hoofdauteur van het onderzoek, is assistent-professor aan de OHSU School of Dentistry, daaraan toe.
Vaatziekten
Tot nu toe werden endotheelcellen die bloedvaten bekleden, beschouwd als de belangrijkste veroorzakers van vaatziekten. De bevindingen van het nieuwe onderzoek betekenen een paradigmaverschuiving en laten zien hoe perivasculaire cellen in plaats daarvan als belangrijke schildwachten fungeren. Ze detecteren veranderingen in weefsels en coördineren vasculaire reacties.
“De toepassingen van dit onderzoek zijn breed. We hebben voor het eerst laten zien hoe perivasculaire cellen ontstekingen triggeren en veranderingen in bloedvaten signaleren wanneer omliggende weefsels worden veranderd”, aldus Bertassoni.
Kankerpreventie
Belangrijk is dat het onderzoek ook veelbelovend is voor kankerpreventie en vroegtijdig ingrijpen. Vroegtijdige detectie en behandeling van veranderingen in deze cellen zou kunnen helpen om tumoren te stoppen voordat ze groeien. “Als we vroegtijdig ingrijpen, kunnen we misschien voorkomen dat precancereuze laesies zich ontwikkelen tot volledige kanker Dit zou een revolutie teweeg kunnen brengen in de manier waarop we kankerpreventie en -behandeling benaderen”, aldus Bertassoni.
De bevindingen van het onderzoek werpen licht op de relatie tussen de extracellulaire matrix, bloedvatfunctie en ziekteprogressie. Perivasculaire cellen zouden doelwitten kunnen worden voor therapieën die gericht zijn op het herstellen van de normale vaatfunctie en het verminderen van de progressie van verschillende ziekten zoals fibrose, diabetes en kanker.
Eind 2024 berichtten wij over de ontwikkeling van een innovatief digitaal model van het menselijk hart door onderzoekers van UNC-Chapel Hill. Die ontwikkeling belooft de manier waarop we hartaandoeningen begrijpen, diagnosticeren en behandelen te veranderen. Daarnaast heeft de organ-on-a-chip technologie de afgelopen jaren al meerdere keren bewezen van meerwaarde te zijn voor het beter leren begrijpen, en onderzoeken van (complexe) aandoeningen en behandelingen.
