Biologie

Hoe verleid je het lichaam tot regeneratie van weefsel? – Carlijn Bouten

Carlijn van de Technische Universiteit Eindhoven vertelt o.a. over de ontwikkeling van hun indrukwekkende synthetische, afbreekbare hartklep prothese.

Prof. Carlijn Bouten is hoogleraar Cel-Matrix Interacties in Cardiovasculaire Regeneratie voor de faculteit Biomedische Technologie aan de Technische Universiteit Eindhoven. Hier onderzoekt ze interacties tussen levende cellen en de extracellulaire matrix waar cellen zich in bevinden en wat structuur biedt aan onze weefsels. Haar groep gebruikt modelsystemen op verschillende lengteschalen voor het bestuderen van deze interacties tijdens wondgenezing. We kennen Carlijn uit de media als de ontwikkelaar van de synthetische, afbreekbare hartklep prothese die het lichaam verleidt om een nieuwe, gezonde hartklep aan te maken op de plek van implantatie. Ook leidt ze het interdisciplinaire onderzoekscentrum MDR (Materials-Driven Regeneration), dat zich richt op het verzamelen van fundamentele kennis over nieuwe materialen die regeneratie van beschadigd of ongezond weefsel kunnen stimuleren. Maar hoe leidt je zo’n groot en interdisciplinair onderzoek? En in hoeverre kunnen we vandaag de dag ons lichaam écht al verleiden om weefsel te regenereren?

Meest recent

Het Inzicht

Een onderwerp waar we je van tijd tot tijd in de media mee zien verschijnen, is de ontwikkeling van jullie synthetische, afbreekbare hartklep prothese. Kan je de lezer uitleggen wat het principe is achter de werking van de hartklep prothese? Hoe verleiden jullie het lichaam tot regeneratie van weefsel?

Elk gezond lichaam heeft een afweersysteem. Dit systeem kan het ons moeilijk maken aangezien het implantaten afstoot, maar onze groep heeft deze reactie van het afweersysteem omgebogen naar iets wat in ons voordeel werkt. Bij het implanteren van een lichaamsvreemd materiaal reageert het lichaam hierop met een hele korte ontstekingsreactie. Als je bijvoorbeeld een splinter in je vinger hebt, kunnen daar bacteriën opzitten en is het bovendien lichaamsvreemd. Daarom wil je lichaam die splinter kwijt en zal het binnen vier uur reageren met een acute ontstekingsreactie, waarbij cellen naar de plek van de wond worden gestuurd. Die cellen gaan nieuwe extracellulaire matrix neerleggen. Deze matrix fungeert als het ware als een steiger waar cellen overheen kunnen kruipen en die gaatjes in het weefsel kunnen opvullen. De korte ontsteking zet dus wondgenezing in werking door ervoor te zorgen dat immuuncellen naar lichaamsvreemde materialen toegaan. Deze immuuncellen kunnen we met de materiaaleigenschappen van onze prothese in goede of slechte immuuncellen veranderen. Hierdoor kunnen we de wondgenezingsreactie sturen naar óf een positieve, niet-inflammatoire reactie óf een negatieve, inflammatoire ontstekingsreactie. Let wel, het materiaal voor de prothese moet zodanig ontwikkeld zijn dat die reactie op den duur weer weg is. Anders krijg je een chronische ontsteking, wat je bijvoorbeeld ziet bij sommige borstimplantaten. Zo moet het zodanig ontwikkeld zijn dat het afbreekbaar is; wij gebruiken implantaten die zijn opgebouwd uit hele kleine vezeltjes die door de immuuncellen ‘opgegeten’ worden zodra het implantaat vol zit met cellen. Als onze prothese een brok aan materialen zou zijn, breekt hij nooit volledig af. Samengevat is het principe dus dat de synthetische materialen door het lichaam opgeruimd worden en nieuw, levend materiaal ter plekke wordt neergelegd, waarbij we gebruik maken van ontsteking en wondgenezing.

Toen ik als middelbare scholier nog op zoek was naar wat ik wilde gaan studeren, ben ik destijds naar een open dag van de TU/e gegaan. Ik kan me hier nog over herinneren dat er toen, 8 jaar geleden, al banners hingen bij de studie Biomedische Technologie met jullie synthetische hartklep erop. Dat maakt mij benieuwd naar waar het synthetische hartklep-project vandaag de dag staat? In hoeverre staan jullie nog in het lab, of wordt die prothese vandaag de dag al echt in ziekenhuizen gebruikt? Lopen patiënten hier al mee rond?

(lacht) Oh, die foto’s van de synthetische hartklep en die promo: dat wordt overal uitgemolken. Stop er nou eens mee, denk ik dan.

Vooral patiënten vragen zich af waar we vandaag de dag staan met ons onderzoek. Daar moet je zo eerlijk mogelijk in zijn, anders geef je valse hoop. Toen jij 8 jaar geleden begon aan je studie denk ik dat wij nog bezig waren om hartkleppen in het laboratorium te maken. Destijds groeiden we in het lab hartkleppen met behulp van onze prothese, ook wel onze scaffold of steiger voor de cellen, en vervolgens implanteerden we de gegroeide klep als geheel in het lichaam. Dit deden we in dierproeven en het werkte niet; het ging gewoon echt fout. De plek van implantatie werd chronisch ontstoken, ondanks dat het lichaamseigen materiaal was. We hebben toen niet gesnapt waarom dit gebeurde, met als gevolg dat we alles radicaal hebben omgegooid. We stopten met die onderzoekslijn, want het kostte te veel geld en leidde tot niks. Toen besloten we om de prothese die we in het lab gebruikten zodanig aan te passen dat deze langzaam degradeert, zodat we de prothese zelf in het lichaam konden plaatsen. Dan verplaats je misschien het probleem, maar het lichaam is dan in ieder geval gewend aan dat materiaal. Uiteindelijk bleek dat heel goed te gaan. Een bedrijf waar we mee samenwerken en dat onze protheses produceert is nu zo ver dat ze klinische trials hebben lopen met jonge patiënten. Ondanks dat ze de materialen al geïmplanteerd hebben in patiënten, zijn het nog steeds slechts trials. De prothese is dus nog niet breed terug te vinden in de industrie en zeker ook niet bij de patiënt. Vergelijk het met de ontwikkeling van de televisie of een auto. Dat duurde ook vele jaren, en in tegenstelling tot ons onderzoek zaten daar honderden miljoenen aan kapitaal in, en werkten mensen bij verschillende bedrijven. Wij zelf werken hier met vijf AIOs (assistenten in opleiding, PhD studenten) en moeten de financiering hiervoor zelf aanvragen. Dat gaat ontzettend langzaam, en dat frustreert aan de kant van de patiënt. Al is dit dus een vrij normale ontwikkelingsperiode voor een medisch product. We werken erg hard met heel weinig mensen, maar zijn overtuigd dat het wel ergens toe gaat leiden.

Ook omtrent het Hybrid Heart-project (waar ik o.a. samen met Bas Overvelde aan mee werk) vragen mensen mij wanneer die technologie voor patiënten beschikbaar zal zijn. In alle eerlijkheid zal die technologie waarschijnlijk pas over 50 jaar klaar zijn voor normaal gebruik. En ja, als ik dat zeg, gaan schouders hangen bij artsen en patiënten. Het is soms jammer hoe langzaam dit gaat. Maar ja, de ontwikkeling van een idee naar breed maatschappelijk gebruik duurt nu eenmaal lang. Je moet een hele lange adem hebben. Dan weet je tenminste dat het werk heel goed gedaan is.

Hoe verbonden zijn jullie met patiënten en het ziekenhuis? In hoeverre sta jij met je AIOs in het lab fundamenteel onderzoek te doen of staan jullie bij wijze van spreken naast het ziekenhuisbed?

Ik heb redelijk wat contact met patiënten. Ik werkte voor de Nederlandse Hartstichting en hun wetenschappelijke adviesraad. We maken gebruik van patiënten-panels en in onze onderzoeksprojecten doen we ook aan publiek-private patiënten samenwerkingen. Al zijn mijn AIOs niet heel veel in het ziekenhuis aanwezig. Niet iedereen is geïnteresseerd om naast de patiënt in de operatiekamer te staan. Ik heb zelf twee jaar in de operatiekamer gestaan om te kijken hoe hartklep-implantaties verlopen en wat we daar nou van kunnen leren. Zo leerde ik daar bijvoorbeeld dat we onze toepassing zo simpel mogelijk moeten maken voor die arts; anders moet al die apparatuur in de operatiekamer aangepast worden. Er is geen bedrijf dat dit gaat doen.

Verder heb ik op mijn kantoor de handtekeningen van jonge patiënten aan de muur hangen. Ik hang hun handtekeningen op aan mijn muur en dan denk ik elke dag aan ze. Kortom, we zijn wel in het ziekenhuis te vinden en werken continu samen met artsen. Je kan een project als dit namelijk niet enkel als ingenieur aanpakken.

Als ik het goed begrepen heb, is het principe van jullie prothese dat het cellen naar zich toe lokt om weefsel aan te maken: Waarom zou je datzelfde principe niet simpelweg voor elk weefsel in je gehele lichaam kunnen gebruiken?

Deze vraag ligt aan de grond van het grote Materials Driven Regeneration consortium waarvan ik aan het roer sta. Hierbij willen we verschillende materialen onderzoeken en ontwerpen die met het lichaam kunnen communiceren voor het aanmaken van weefsel. Materialen die bijvoorbeeld oplossen op commando, of die signalen afgeven naar cellen en daarmee hun functies beïnvloeden. We zijn aan het onderzoeken hoe ver we daarin kunnen gaan. Een hartklep is namelijk een vrij eenvoudig weefsel, maar we doen ook onderzoek voor bijvoorbeeld botweefsel en hartspierweefsel. Verder zijn we bezig met het aanmaken van hoornvlies voor het oog, het creëren van huidweefsel of zelf het ontwikkelen van bloedvaten. Maar in hoeverre kunnen we dit nu doen voor een heel orgaan? In het Hybrid Heart-project proberen wij de levende binnenkant van een zacht robothart te maken, omdat een heel orgaan uit materialen alleen bouwen nog te complex is.  Of kijk bijvoorbeeld naar de complexiteit van de nier: Hoe ver kun je daar nou in gaan? Als je kijkt naar een bio artificiële nier, wat als alternatief wordt ontwikkeld voor het nierdialyse apparaat, wordt het systeem al een stuk complexer. In dit geval hebben we het over een hybride vorm tussen apparaat en niercellen. De materialen moeten cellen bijvoorbeeld kunnen sturen in het absorberen en afscheiden van allerlei stoffen. Zo proberen we momenteel geen hele nier te maken, maar trachten we wel delen van de nier te maken.

Begrijp ik dus goed dat we nog niet alles in ons lichaam kunnen regenereren wegens de complexiteit van de weefsels, die voor andere organen ingewikkelder is dan bij hartkleppen?

Ja. In een hartklep zitten bijvoorbeeld nauwelijks bloedvaten. Een nier is veel complexer. Al hoeft het resultaat er niet uit te zien als een nier, zolang het maar absorbeert en uitscheidt. Dit is wel een stuk ingewikkelder dan onze hartklep. Voor een nier moet je verschillende deelweefseltjes bij elkaar voegen. Je moet op de ene plek dit materiaal hebben, op de andere plek dat andere materiaal en het moet allemaal een bepaalde vorm hebben. Maar het is niet onmogelijk.

Jij bent ook erg betrokken bij de ethische discussies omtrent weefselregeneratie. Hoe leid je dit onderzoeksgebied de toekomst in? Hoe maakbaar wil je het menselijk lichaam maken?

Ikzelf wil het lichaam eigenlijk helemaal niet maakbaar maken. De belangrijkste reden waarom ik het MDR consortium leid, is omdat ik gebruik wil maken van de potentie die het lichaam zélf heeft. We plaatsen iets in het lichaam en daar mag het lichaam zelf mee doen wat het wil. Ik maak geen nieuwe, mooiere neus, of een extra vinger. Ik bekrachtig het lichaam alleen maar om het zelf te doen. Mijn ethische grens ligt bij het aanpassen van het lichaam.

Ons onderzoek staat ook aan de basis van het kweekvlees. We waren spiertjes aan het maken in het lab, en toen beseften we dat die gewoon eetbaar zijn. Ons onderzoek kwam in de krant en toen werd ik benaderd door Willem van Eelen, de grondlegger met alle patenten op kweekvlees. Samen met worstbedrijf Stegeman en onderzoekers uit Utrecht en Amsterdam is toen de eerste stap naar kweekvlees gemaakt. Mijn punt is dat daar toen voor mij echt een grens is ontstaan. Ik werk in de biomedische technologie omdat ik mensen wil genezen of helpen bij een kwaal. Bij het kweekvlees onderzoek lag dus voor mij ook de grens aan wat ik nog leuk vind om te onderzoeken.

Ik heb bij mezelf ook discussies gehad over welke leeftijdsgroepen ik wil helpen met mijn onderzoek. Ons regeneratieonderzoek doe ik in de eerste plaats voor jonge patiënten met een aangeboren afwijking. Bij iemand van 80 die zijn hele leven gerookt heeft en hartklachten heeft, gaat het vaak om een leefstijl-gebonden ziekte; daar zouden we mijns inziens aandacht moeten besteden aan verandering van die leefstijl en niet in eerste instantie aan regeneratie. Al zijn dat vaak wel de eerste patiënten waar hartweefselregeneratie in klinische studies bij uitgetest wordt. Ethisch gezien is dat controversiëler bij jonge mensen. Tegelijkertijd geven pediatrische artsen aan dat jonge patiënten het beste model zijn, aangezien die geen last hebben van andere ziektes. Ik ben ooit gebeld door een wanhopige moeder uit Amerika die haar pasgeboren baby met hartafwijking en in levensgevaar aanbood aan mij, en zei: “Doe je studie maar!” Dat is oprecht gebeurd. Het is heel belangrijk dat je meteen nadenkt over de ethische consequenties wanneer je een nieuwe technologie ontwikkelt. Wat vinden de mensen ervan als ze dit in hun lijf krijgen? Wij zijn nu met een groep Nederlandse onderzoekers bijvoorbeeld ook bezig met een project waar we een ernstig ziek hart uit het lichaam willen halen, buiten het lichaam herstellen en daarna weer terug willen plaatsen. Dat heeft als grote voordeel voor de arts dat hij/zij/x dingen kan doen die onveilig zouden zijn als je ze in het lichaam had gedaan. Maar dat vinden patiënten psychisch wel heel eng, en willen niet zien dat hun hart naast hen ligt te kloppen.

Ow, en we hebben ook wel eens stukjes hersenweefsel in het lab gekweekt…(wil verder vertellen).

(Onderbreekt lachend) Wacht even. Ik sta gewoon stom verbaasd van wat ik je hier allemaal hoor noemen! Ik kende je om te beginnen vooral van de hartklep, maar nu hoor ik je kweekvlees opnoemen, het hart buiten het lichaam opereren, hersenweefsel,… Hoe krijg je het voor elkaar om dat allemaal te doen en uit elkaar te houden?

Jij doet nu onderzoek in je PhD en dan ben je heel erg gefocust, maar je zult ook zien dat je geen tijd hebt voor de helft van de ideeën die je hebt. Die komen achterin je logboek, en ‘verdorie’, daar kom je niet aan toe. Maar je bent wel creatief bezig! Er komen dus continu nieuwe ideeën. Hoe verder je in je vakgebied zit, hoe meer je kennisbasis uitbreidt. Na verloop van tijd komen dingen bij elkaar en zie je nog meer mogelijkheden. Ik zit in een luxepositie dat ik het niet in mijn logboek hoef te schrijven, want ik heb mijn eigen onderzoeksgroep. Die bestaat uit meerdere mensen, en wij doen dit werk nooit alleen. Dat gaat simpelweg niet. Maar ook ik heb een logboek vol met ideeën waar ik niet aan toekom. Goed, en ik ben natuurlijk al een stuk langer bezig. Ik ben 54 en heb al heel lang kunnen werken, maar ik ben ook heel erg gedreven. (grapt) Tja, je moet dus ook wel een beetje knettergek zijn om al die dingen te doen.

Hoe behoud jij de balans tussen alle projecten die jullie doen en de media? Je wordt regelmatig benaderd door journalisten die je ook te woord kan/wil staan, maar je hebt toch maar zoveel tijd in een dag?

Mensen vragen mij wel eens ‘hoe ik dat allemaal manage”, maar je moet het volgens mij vooral niet managen. Het gaat echt met de dag. De ene dag zit je agenda bomvol en kan er écht niks meer bij, en de andere keer kan het wel. Ik heb een team, en soms delegeer je dingen. Mijn dag is erg rekbaar. Maar het komt niet voor niks; ik heb ook wel een burn-out gehad. Het is best lastig als je zoveel interesses en energie en enthousiasme hebt. Dan houd je jezelf soms ook niet in bedwang.

De belangrijkste reden waarom ik het Materials Driven Regeneration consortium leid, is omdat ik gebruik wil maken van de potentie die het lichaam zélf heeft.

De Wetenschap

Wat onderzoeken jullie vandaag de dag precies in het lab? Wat zijn jullie concreet aan het meten?

Als we ons op het hartvaatstelsel focussen, willen we exact snappen wat de relatie is tussen de materialen die we implanteren, de cellen die daaromheen zwemmen in het bloed en de hemodynamica (de dynamica van de bloedstroom). Hierbij kun je je voorstellen dat we een hartklep maken die een verschillende druk kan ervaren afhankelijk van aan welke kant van het hart hij geplaatst wordt. De lagedruk-zijde is verbonden met de longcirculatie en de hoge bloeddruk-zijde controleert de stroming van al het bloed dat door het lichaam gaat. Aan deze kant staat een enorme druk op de hartklep. We zien dat onze prothese beter werkt aan de hoge druk-zijde, maar daar snappen we geen bal van. Om dat te begrijpen, downscalen we de situatie naar een ‘orgaan op een chip’: we maken een stukje hartklep-weefsel in het lab en stromen hier menselijk bloed omheen. In dit kleine model kunnen we een hele reeks materiaaleigenschappen variëren. Denk aan kleine vezeltjes die we dikker of dunner maken. Vervolgens kijken we naar wat de interactie is tussen immuuncellen in het bloed en dat materiaal, en hoe dat dan beïnvloed wordt door de bloedstroom. Immuuncellen reageren namelijk op hun omgeving; ze kunnen op basis van de reactie die ze moeten uitvoeren allerlei functies aannemen. Net zo veranderlijk als een kameleon. Ze kunnen andere cellen ‘roepen’, of juist een joekel van een afweerreactie inzetten, óf zorgen voor een chronische ontsteking, etc. Immuuncellen zijn heel slim; die kunnen bij wijze van spreken alles. Maar als een immuuncel continu bloot gesteld wordt aan extreme belasting, zoals in een sterke bloedstroom, blijft ie ‘slecht’; dat resulteert in chronische ontstekingsreacties. Aangezien onze scaffold uit materiaal bestaat waarvan we de mechanische eigenschappen kunnen aanpassen, kunnen we met een sterker, belastbaarder materiaal de cellen die in de scaffold zitten afschermen van de krachten in de bloedstroom. Dat is iets wat je met ons model goed kan onderzoeken.

In onze kleine modelsysteempjes kunnen we ook naar andere processen kijken. In het lichaam is een groot probleem met bloedvaten of hartkleppen vaak dat ze gaan verkalken. Dan moet je als patiënt een nieuwe hartklep krijgen. Wat als onze nieuwe gegroeide hartklep misschien uiteindelijk ook gaat verkalken? Met onze modelsystemen is het in het lab eenvoudiger te onderzoeken of we dat materiaal ook voor langere tijd in het lichaam zouden kunnen laten. Een van mijn AIOs onderzoekt of we verkalking in het laboratorium kunnen nabootsen en kijkt vervolgens of we dat met onze materialen kunnen voorkomen. Zo hopen we dit proces op een fundamenteel niveau beter te begrijpen.

Een bijkomend probleem is de gezondheid van de patiënten die een hartklepprothese nodig hebben. Sommigen hebben diabetes, nierfalen, hoge bloeddruk, etc., wat allemaal invloed kan hebben op de vorming van nieuw weefsel in de scaffold. Is het dan niet handig om een serie aan hartkleppen te maken die voor iedereen gepersonaliseerd kan worden? Dat onderzoeken we ook. Werkt onze prothese anders als de patiënt oud of jong is? Als hij/zij/x diabetes heeft? Of belangrijker nog, voor mannelijke of vrouwelijke cellen? Je zou denken dat die informatie ondertussen al wel beschikbaar is, maar daar is niets over bekend. Het is niet mogelijk om deze vragen tijdens klinische trials bij meerdere patiënten te gaan onderzoeken. Ook dit bootsen we weer na in het laboratorium; wij kijken hoe weefsel groeit als we bijvoorbeeld suikerziekte nabootsen in het modelsysteem. Of als we mannelijke of vrouwelijke cellen gebruiken, of oude of jonge cellen. Dit zijn voorbeelden van studies die we nu doen om nog meer fundamenteel begrip te krijgen en de prothese te verfijnen.

Laten we nog een stapje dieper op de materie ingaan. Wat zijn precies de parameters die jullie meten bij het groeien van de weefsels?

Wij kijken o.a. naar collageen, en hoe zich dat verdeeld in de ruimte. Collageen is een belangrijk bestanddeel van de extracellulaire matrix, en fungeert dus mede als de steiger waar cellen zich in kunnen opbouwen tot een weefsel. Zo onderzoeken we hoeveel collageen wordt aangemaakt, en hoe het georganiseerd is. Als het niet goed georganiseerd ligt, werkt de steiger niet; is die niet sterk genoeg. Ook bestaan er verschillende types collageen in het lichaam, en bestuderen wij of specifiek het type collageen dat we nodig hebben voor onze steiger ook daadwerkelijk wordt aangemaakt. Verder kijken we naar groei en massavermeerdering. Samengevat onderzoeken we mechanische homeostase: een weefsel is in homeostase als het stopt met groeien, het collageen op de juiste manier blijft liggen en het niet meer remodelleert. Wij maken onze scaffold met een bepaalde voorkeursrichting, en zien dat cellen daarin gaan liggen en vervolgens collageen maken in diezelfde richting. Als de scaffold vervolgens degradeert, ligt dat collageen keurig in de juiste richting. De realiteit in een levend lichaam is echter dat de mechanica in het lichaam, zoals het pulsatiel bewegen van je bloedvat, er voor zorgt dat het collageen blijft remodeleren en toch anders gaat liggen. Momenteel hebben wij allerlei modellen lopen, zowel experimenteel als numerieke computermodellen, om exact te kunnen voorspellen hoe het collageen gaat liggen. (Hier heb ik trouwens ook met Kees Storm aan gewerkt).

Ook de kromming van een bloedvat heeft invloed op de cellen en op het organiseren van collageen. Hier zie je vaak dat je een overvloed aan weefselgroei krijgt. Weefsel stopt met groeien als het functioneel is, maar als de mechanische balans weg is krijg je iets wat wij adverse remodeling noemen. In dat geval is er geen evenwicht tussen wat de cellen voelen en wat ze moeten maken. We kijken dus naar cel-matrix interacties op fundamenteel niveau; naar wat de cel voelt en hoe de cel daarop reageert. Waarom gaat een cel draaien als er mechanische krachten op werken, en waarom gaat ie dan collageen in die richting aanmaken? Als een cel continu belast wordt, gaat deze meer collageen aanmaken. Als je dat op fundamenteel niveau begrijpt, kun je met computermodellen gaan voorspellen hoe dit zich gaat vertalen van een situatie met enkele cellen op microschaal naar een geheel weefsel op macroschaal.

Wat is het begin geweest van het onderzoek omtrent de hartklepprothese? Is het begonnen met theoretische kennis over immuuncellen en een idee dat jullie vervolgens gingen uittesten in het lab? Of hebben jullie eerst iets anders ontdekt wat jullie heeft geïnspireerd tot waar jullie nu zijn? En is het onderzoek bij jullie in de groep ontstaan, of hebben jullie het stokje van een vorige onderzoeker overgepakt?

We hebben het onderzoek rond de hartklepprothese helemaal zelf opgezet in onze groep. Het begon eigenlijk in 1998, toen ik dierproeven moest doen die ik niet wilde doen. Ik moest spierweefselonderzoek doen en hiervoor moest ik rattenstudies gebruiken. Dat wilde ik anders aanpakken. Toen las ik ergens iets over tissue engineering en het maken van weefsels. Dit onderzoeksveld was toen eigenlijk nog helemaal niet bekend. Ik besloot toen om de benodigde weefsels voor mijn onderzoek zelf te maken. Aangezien we toen al hartkleponderzoek deden, kwam de vraag of we dan niet zelf hartkleppen zouden kunnen groeien. Daar gingen we dus mee aan de slag, en zo zijn we doorheen de jaren met mislukkingen en successen gekomen tot waar we nu zijn.

Uit (extra) interesse: Hoe lang duurt het om een hartklep te groeien en hoe doe je dat in het lab? Ben je dan wekenlang door de microscoop naar je cellen aan het kijken?

Nee, in het lab doen we dat in een incubator (een kweekkast), en het duurt ongeveer drie weken om een hartklep te groeien. Wij maken geen hele kleppen meer, maar hele kleine stukjes hartklep voor onze modelsystemen. Deze stukjes kunnen we ongeveer vier tot vijf weken kweken en bijvoorbeeld volgen onder de microscoop.

Wat zie je als je grootste ontdekking in je carrière? Waar ben je het trots op?

Ik ben niet zo snel trots. Het is heel gek, maar mijn carrière heeft gekke sprongen gemaakt. Ik ben tijdens mijn PhD bezig geweest met onderzoek rond wat we nu de FitBit noemen. Toen werkte ik met accelerometrie; het meten van lichaamsbeweging met versnellingsmeters. Uit dit onderzoek zijn eigenlijk mijn belangrijkste citaties voortgekomen, en ook is onlangs pas mijn eerste Science paper uitgekomen.

(verbluft) Wacht even, je zegt: je eerste Science paper is onlangs uitgekomen en die gaat over je proefschrift van jaren geleden? Hoe kan dat nou?

[Verduidelijking voor de lezer: Science is een wetenschappelijk tijdschrift met groot aanzien in de academische wereld. Een publicatie van je onderzoek in dit blad wordt door velen gezien als een flinke prestatie.]

Ja, deze publicatie gaat over data uit mijn proefschrift dat ik 25 jaar geleden heb geschreven. Voor mij is het ook verbazingwekkend. Mijn meest geciteerde papers gaan over mijn promotieonderzoek dat ik gedaan heb tussen de universiteiten in Maastricht en Eindhoven. Tijdens dat onderzoek werd mij gevraagd om een methode te ontwikkelen om lichaamsbeweging te kunnen meten met versnellingsopnemers. Mensen gebruiken vandaag de dag stappentellers, maar versnellingsopnemers meten eigenlijk veel nauwkeuriger en kunnen ook gekoppeld worden aan je echte energieverbruik. Die versnellingsopnemers worden nu gebruikt in fitness smartwatches. Ondanks dat ik mijn onderzoek destijds helemaal niet als belangrijk en spannend heb ervaren, is dat onderwerp nu heel erg hot. Soms kun je een ontdekking doen die pas jaren daarna relevant wordt. Daar had ik toen nooit bij stilgestaan. Ondertussen hebben wereldwijd ongeveer tien onderzoeksgroepen onderzoek hieromtrent gedaan. Dat is nu gezamenlijk in een hele grote database geplaatst en heeft geleid tot een groot consortium waar joekels van papers uit zijn voort gekomen over wat veroudering doet met energiegebruik; en of je nou wel of niet moet lijnen. Ik vind het eigenlijk wel leuk dat mijn destijdse onderzoek nu nog opleeft. Mijn huidige hartklep onderzoek is tot dusver van belang voor een heel klein publiek. Als je bijvoorbeeld werkt aan kankeronderzoek heeft dat veel meer impact, omdat het voor een groter publiek is. Trots is niet het goede woord, maar ik ben wel flabbergasted door de Science paper.

Wat hoop je nog te kunnen bereiken in je carrière?

Ik snap nog steeds niet hoe organisatie ontstaat in het lichaam, ook wel emergence of order. Dit concept zie je overal terug in de natuur. Van patronen op zebra’s tot de structuur in planten en bloemen. Zo hebben we ook in ons menselijk lichaam indrukwekkende organisaties. In de tussenwervelschijf vind je een hele mooie cilindrische organisatie, net als in bloedvaten en in het hart. Voor een deel is dit genetisch aangelegd, en voor een deel komt dat door groei en mechanica. Deze mechanica wil ik beter leren begrijpen, zodat ik het daarna kan nabootsen. Zo lijkt de structuur van het hart op een dweil die bij wijze van spreken uitgewrongen wordt, met een hele mooie helix-organisatie. Een van mijn huidige projecten is om te onderzoeken of ik dit kan nabouwen in het lichaam zelf. Bij stamcelonderzoek schieten onderzoekers bijvoorbeeld stamcellen in het zieke hart en zien dan dat dit nog niet wil werken. Ik vind dat ook niet gek, want er heerst chaos in het zieke hart. Daar moet eerst organisatie in komen om gecoördineerde contractie te krijgen. Kortom, ik wil voordat ik dood ben snappen hoe organisatie ontstaat in een volwassen lichaam.

Ik vind dat mensen te veel in belemmeringen denken en te weinig in mogelijkheden.

De Persoonlijkheid

Wat drijft jou om dit werk te doen? Hoe ben je op dit punt in je leven terechtgekomen?

Ik ben simpelweg ontzettend nieuwsgierig en vind mijn werk onwaarschijnlijk leuk. Het is een ontdekkingsreis. Samen met andere vrouwelijke hoogleraren komen we steeds tot de conclusie dat stress zeker bij dit werk komt kijken maar het desondanks wel het leukste vak van de wereld is. Ik heb van mijn hobby mijn werk gemaakt. Zelf vind ik het labonderzoek doen leuker dan voor de klas staan, maar aan mensen leren hoe je onderzoek moet doen vind ik ook erg leuk. Ik mopper wel eens over mijn taken in het onderwijs maar zodra ik voor de klas sta, is het echt superleuk. Dan krijg ik vleugels. Ik kom zelfs uit een onderwijzersfamilie van beide kanten. Al vind ik het onderzoek doen en het uitdenken van nieuwe slimme dingetjes wel het leukste.

Heb jij een favoriete ontdekking uit de geschiedenis van de wetenschap of een specifieke wetenschapper die jou erg inspireert?

Dat varieert de hele tijd bij mij. Elk jaar is dat weer iemand anders. Ik heb veel bewondering voor een aantal mensen in Afrika die vechten tegen de bierkaai voor hun onderzoek. Zij konden in de COVID-periode helemaal niks doen. Een aantal ervan ken ik, maar ik ken er heel veel ook niet. Er zijn mensen die onderzoek willen doen maar het niet kunnen. Ik ben me ervan bewust dat ik een luxe lab heb. Ik kan alles doen wat ik wil, maar er zijn ook mensen die het in principe niet kunnen en die het tóch doen. Houtje-touwtje dingen in de schuur maken, zeg maar. Dat vind ik heel knap.

Hoe goed of slecht zijn we op dit moment als mensheid bezig volgens jou? En wat hebben we met zijn allen momenteel het hardste nodig?

(kordaat) Klimaatonderzoek. Dat; en vertrouwen in de wetenschap. Vertrouwen is tijdens COVID wel gegroeid, maar vooral voor de medische wetenschap. Gewicht geven aan vertrouwen in de wetenschap en de focus bij klimaatonderzoek leggen, is echt hard nodig. We moeten onze volgende generatie gaan beschermen. We gaan heus wel dood aan hartfalen maar als we ons klimaat om zeep helpen, gaat het nog veel erger mis.

Sta je er optimistisch in of cynisch? Denk je dat we het gaan redden met zijn allen of gaat het mis?

Mijn glas is altijd halfvol, al maak ik me nu wel zorgen over mijn kinderen en toekomstige kleinkinderen. Maar nee, ik ben niet cynisch. Ik denk dat het de goede kant uit gaat, maar we kunnen niet onderuit op de bank met zijn allen terwijl we wachten hoe een ander het oplost.

Stel, je staat op een podium. Wat zou je tegen een zaal vol studenten zeggen als je hun één wijsheid mag meegeven?

Ik vind dat mensen te veel in belemmeringen denken en te weinig in mogelijkheden. Zoals ik net zei: mijn glas is halfvol. Ik zie met name bij onderzoekers en bij mijn studenten dat ze vaak met twijfelende stem vragen ‘hoe dit of dat dan moet’. Daar komen we wel uit met zijn allen, maar denken in belemmeringen brengt ons niet verder. Als je aan mij vraagt ‘hoe ik iets in hemelsnaam voor elkaar krijg’, denk ik: hoezo, waarom vraag je dat eigenlijk? Ik denk in mogelijkheden. Ik kan vandaag nog dit ene ding doen, maar de rest kan ik niet meer. Dat heb ik met schade en schande geleerd na mijn burn-out. Voor die periode deed ook ik het andersom. Een kostbare les die voortkwam uit die periode.

Als laatste de DWIN-vraag: Heb je een weetje of feitje waarmee je ons kan verrijken?

Bij ons onderzoek naar wondgenezing en groei kijken we naar de verschillen tussen mannen en vrouwen. Toen heb ik voor de lol ook even gekeken naar de mogelijke invloed van het ondergaan van een geslachtsverandering. Daar was ik heel nieuwsgierig naar. Zodoende heb ik een soort houtje touwtje onderzoekje gedaan en aan transgenders gevraagd hoe het met hun wondgenezing ging nadat ze van geslacht waren veranderd. Wat ze mij vertelden, is dat de personen die vrouw waren geworden een veel betere wondgenezing hadden. We hadden al gezien in ons onderzoek dat wondgenezing met vrouwelijke cellen en onder invloed van oestrogenen beter verliep, maar blijkbaar geldt dat dus ook nadat je van geslacht bent veranderd. Dit wist ik nog niet en wil ik nu graag gaan uitzoeken.

Voor de duidelijkheid, het is weliswaar nog niet officieel wetenschappelijk aangetoond. Het gaat eerder om een rondvraag van mij. Maar ik vond het wel een verrassende ontdekking.

Dank voor dit ontzettend interessante interview, Carlijn!

0 reacties op “Hoe verleid je het lichaam tot regeneratie van weefsel? – Carlijn Bouten

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit /  Bijwerken )

Google photo

Je reageert onder je Google account. Log uit /  Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit /  Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit /  Bijwerken )

Verbinden met %s