30 juni 2005
PERSBERICHT
Publicatie TU/e promovendus in gerenommeerd Nature Materials
Bioactieve polymeren voor het kweken van weefsels
Veelbelovende nieuwe bioafbreekbare dragermaterialen voor het maken
van kunstweefsels met behulp van tissue engineering. Drs. Patricia
Dankers heeft via een publicatie in het gerenommeerde
wetenschappelijke tijdschrift Nature Materials laten zien hoe
dragermaterialen gemaakt kunnen worden door middel van reversibele
interacties. Deze interacties maken het mogelijk om op een eenvoudige
wijze stoffen zoals groeifactoren en geneesmiddelen in het materiaal
in te bouwen. Hierdoor kan de groei van (kunst)weefsel extra
gestimuleerd worden. Patricia Dankers, op dit moment promovendus aan
de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e), hoopt in het voorjaar
2006 op haar onderzoek aan de TU/e te promoveren. De publicatie in
Nature Materials is tot stand gekomen in samenwerking met onderzoekers
van het Universitair Medisch Centrum Groningen.
Tissue engineering
Uit een groep basiscellen geheel nieuwe weefsels maken die vitale
functies in de mens kunnen uitoefenen. Dat is waarvoor Tissue
Engineering gebruikt wordt. Met lichaamseigen cellen van een patiënt
kunnen nieuwe weefsels of organen gekweekt worden in het laboratorium.
Deze kunnen vervolgens in de patiënt terug geïmplanteerd worden. Het
voordeel hiervan is dat na implantatie nadelige afstotingsreacties
niet of nauwelijks meer zullen optreden. Cruciaal bij tissue
engineering is dat de cellen gestimuleerd worden tot de aanmaak van
het juiste weefsel. Een belangrijke bottleneck hierbij is het
nabootsen van de complexiteit van natuurlijke organen. Hiervoor zijn
dragermaterialen nodig die de cellen specifiek stimuleren om te
groeien.
Waterstofbruggen
Bij het kweken worden cellen op een dragermateriaal gelegd en kunnen
zij onder de juiste condities uitgroeien tot het gewenste weefsel. Om
dit materiaal bioactief te maken, moeten speciale moleculen worden
aangebracht die op bepaalde plekken de juiste cellen aan zich binden
en/of stimuleren. Om deze speciale, bioactieve moleculen gereguleerd
aan het dragermateriaal te laten binden, maakt Dankers gebruik van
reversibele (supramoleculaire) interacties op basis van
waterstofbruggen. Deze zijn vergelijkbaar met de interacties die de
natuur gebruikt om bijvoorbeeld twee strengen DNA bij elkaar te
houden.
Geneesmiddelen
De door Dankers ontwikkelde materialen combineren nu mechanische
sterkte, biodegradeerbaarheid en bioactiviteit in één materiaal.
Dankers gebruikte voor haar experimenten kleine stukjes van een eiwit
(peptide). Zij modificeerde deze bioactieve peptides zodat ze
waterstofbruggen konden vormen met het dragermateriaal. Zij toonde aan
dat cellen sterker hechten op de dragermaterialen wanneer deze
bioactieve peptides werden ingemengd. Ook implantatie van deze
materialen in ratten had een sterke, positieve invloed op het gedrag
van de cellen in het omliggende weefsel. Omdat het bioactief maken van
de materialen gebaseerd is op reversibele interacties kan in principe
iedere (therapeutische) interessante verbinding of geneesmiddel, na
een kleine modificatie, via diezelfde reversibele interacties
gekoppeld worden aan het dragermateriaal.
Blokkendoos
Het ontwikkelde systeem is daarom te vergelijken met een blokkendoos
die verschillende blokken bevat met specifieke functies. Door het op
de juiste manier mengen van de verschillende blokken, kunnen
dragermaterialen gemaakt worden met zeer specifieke functies
toegespitst op het te ontwikkelen weefsel. Door de reversibiliteit van
de interacties kunnen de materialen zich aanpassen aan het weefsel en
kunnen de afgifte en beschikbaarheid van stoffen gereguleerd worden.
Een ander voordeel van deze reversibele materialen is dat ze
gemakkelijk in elk mogelijke vorm te maken zijn. Hierdoor zouden deze
materialen als bloedvat of hartklep prothese toegepast kunnen worden
waarbij de vorm van het materiaal en de aanbieding van de juiste
moleculen erg belangrijk zijn om de juiste structuur te verkrijgen.
Commerciële ontwikkeling
Nauw betrokken bij het onderzoek is naast de Technische Universiteit
Eindhoven en het Universitair Medisch Centrum Groningen het bedrijf
SupraPolix BV. Deze TU/e start-up is actief in de commerciële
ontwikkeling van dit soort polymere materialen (www.suprapolix.com).
Technische Universiteit Eindhoven