果冻传媒

Elke persoon op de planeet bestaat uit miljarden cellen, die de bouwstenen van ons lichaam zijn. Tussen deze cellen bevindt zich de zogenaamde extracellulaire matrix (ECM), een gelachtige omgeving waarin cellen verpakt zijn en hun leven leiden.

鈥淒e matrix houdt de cellen bij elkaar, biedt het weefsel stevigheid, en communiceert met de cellen鈥�, zegt , die op 17 december haar proefschrift verdedigde bij de faculteit Biomedical Engineering. 鈥淢aar bij ziekte of een ongeluk kan de ECM beschadigd raken en ook de cellen. Soms kan het lichaam de schade echter niet herstellen, wat leidt tot functieverlies van de cellen en het orgaan waar de cellen zich bevinden.鈥�

Steigerbouwer worden

Gemotiveerd om cellen te helpen beter te genezen wanneer de ECM beschadigd raakt, besloot Rovers steigerbouwer te worden voor haar PhD-onderzoeker en structuren te cre毛ren die deze complexe ECM nabootsen.

鈥淚k heb er niet voor gekozen om de metalen exemplaren te bouwen die je ziet rond huizen in aanbouw鈥�, zegt Rovers met een glimlach. 鈥淚n plaats daarvan was mijn doel om steigers te bouwen van moleculaire bouwstenen die humane en plantaardige cellen ondersteunen en hen helpen te groeien.鈥�

Om dergelijke steigers te realiseren, wendde Rovers zich tot de wereld van de supramoleculaire chemie, die synthetische bouwstenen (bekend als monomeren) gebruikt die kunnen assembleren tot netwerken. 鈥淒e gevormde netwerken, of zogenoemde steigers, leiden tot hydrogels met eigenschappen die de ECM nabootsen.鈥�

Dergelijke hydrogels zijn echter vaak vrij verdicht of omvangrijk met beperkte ruimtelijke controle. 鈥淒e natuurlijke ECM wordt fijn gereguleerd door processen op verschillende lengteschalen en bulkhydrogels kunnen dit niet altijd nabootsen. Microgelen, als kleine microscopische bouwstenen voor grotere steigers, bieden een oplossing om de ECM na te bootsen鈥�, zegt Rovers.

Microflu茂dische oorsprong

Het maken van deze supramoleculaire microgelen omvatte het gebruik van druppel gebaseerde microflu茂dica, een techniek waarbij kleine druppeltjes water met onze supramoleculaire monomeren worden gevormd in een oliefase. Uiteindelijk geleert dit tot een microscopische microgel.

鈥淥p deze manier konden de microgel-eigenschappen zorgvuldig worden gemoduleerd door de concentratie van bouwstenen, crosslinkers en bioactieve peptiden te vari毛ren鈥�, merkt Rovers op.

鈥淒e supramoleculaire monomeren bouwstenen zijn als verschillende soorten K'NEX-speelgoedbouwstenen. Met dezelfde K'NEX-blokken kun je een heel scala aan verschillende ontwerpen maken. Hetzelfde geldt voor de supramoleculaire bouwstenen: we kunnen een reeks structuren maken, elk met totaal verschillende doeleinden. Ik werkte aan het maken van kleine microgelen van deze moleculen die voor verschillende soorten cellen konden worden gebruikt.鈥�

Toepassingen in overvloed

Welke celtypen wilde de jonge onderzoekster helpen met haar nieuwe steigers? Nou, met veel expertise op het gebied van supramoleculaire chemie en toepassingen die te vinden waren in het lab van Patricia Dankers 鈥� de supervisor van Rovers, had ze genoeg collega's om mee samen te werken aan verschillende toepassingen.

鈥淪amen met mijn collega Annika Vrehen hebben we onze onderzoeksinspanningen gebundeld. Annika werkte aan een vervangende synthetische matrix om een micro-omgeving te ontwerpen waarin cellen van het stroma 鈥� de dikste laag van het hoornvlies 鈥� konden leven en overleven. We verpakten de cellen die ze gebruikte in mijn kleine microgelen. We zagen dat de cellen in staat waren om uit hun microgel te ontsnappen en interacties aan te gaan met andere naburige microgelen en cellen.鈥�

鈥淒e cellen begonnen de microgelen te gebruiken als bouwstenen om hun eigen weefselstructuur op te bouwen. Dit was volledig autonoom, en cellen waren in staat om dit zelf te organiseren.鈥�

Bovendien gebruikte Rovers dezelfde bouwstenen om steigers te maken om zenuwcellen te laten groeien en zelfs om plantencellen te kweken.

Plantencellen als uitdaging

Voor Rovers was de grootste uitdaging het kweken van plantencellen. 鈥淭oen we begonnen, dachten we dat het makkelijk zou zijn. In tegenstelling tot mensen groeien planten overal, en als je ze snoeit, groeien ze terug. Dat is uiteraard niet het geval voor het menselijk lichaam. Het bleek echter moeilijker dan verwacht: plantencellen waren veel moeilijker te kweken in het lab omdat ze zo kwetsbaar zijn.鈥�

Uiteindelijk slaagden Rovers en haar collega's er wel in om de plantencellen te laten groeien in combinatie met hun supramoleculair gebaseerde hydrogelen.

鈥淲e hebben geprobeerd aan te tonen dat, al is het nog verre van ideaal, het veld van cellulaire landbouw veel kan leren van biomedische weefseltechnologie en regeneratieve geneeskunde. En andersom natuurlijk ook!鈥�

Leren hoe te handelen

Tijdens haar PhD-reis heeft Rovers veel nieuwe laboratoriumvaardigheden opgedaan en geleerd hoe ze zelfstandig kan werken, maar ze benadrukt iets anders wat ook belangrijk is.

鈥淒e grootste verandering die ik bij mezelf zag was leren handelen en gewoon beginnen, in plaats van alles te overdenken voordat ik iets in het lab deed. In het eerste jaar van mijn doctoraat probeerde ik elke stap in het lab te plannen. Maar dit werkt niet, want in het lab gaan dingen niet altijd zoals gepland. Experimenten gaan mis, en het is op die momenten dat je leert je aan te passen en tot creatieve oplossingen te komen. Dit zijn vaardigheden die je niet kunt leren door aan je bureau te blijven zitten.鈥�

Daarnaast wijst de onderzoeker op het belang van het vinden van balans en het loslaten van dingen waar je geen controle over hebt. 鈥淧erfectionisme is een goede zaak om te hebben in onderzoek, maar het mag niet overheersen. Daar zal ik mezelf de rest van mijn wetenschappelijke carri猫re aan blijven herinneren.鈥�

Na vier jaar met cellen te hebben gewerkt, is Rovers van plan om het academische pad voort te zetten. 鈥淚k blijf na mijn verdediging nog even bij mijn huidige onderzoeksgroep. Daarna wil ik naar het buitenland voor een postdoctorale positie. Maar er zijn factoren die ik niet helemaal in de hand heb, zoals het verkrijgen van subsidies. Toch zal ik mijn best doen en ik kijk naar de toekomst met optimisme.鈥�

Titel van het proefschrift: : . Promotors: Patricia Dankers en Marcel van Genderen.