Universiteit Leiden

Nieuwe bloedvaten maken: bij muizen kan het al

Wie op dit moment ernstige vaatproblemen heeft wordt gedotterd of krijgt een bypass of stent. Met alle complicaties van dien. Het onderzoek naar behandelmethoden gaat voort. Vaatbioloog prof.dr. Paul Quax vertelt er meer over in zijn oratie op 20 juni.

Prof.dr. Paul Quax is bijzonder hoogleraar bij het LUMC (Leids Universitair Medisch Centrum), aangesteld namens de Stichting Lorentz-Van Itersonfonds TNO. Bij TNO werkt Quax als hoofd van de afdeling Hart- en vaatziekten en metabole ziekten aan het ontwikkelen van (muis)modellen voor onderzoek naar processen die bij hart- en vaatziekten een rol spelen. TNO werkt vraaggestuurd in opdracht van farmaceutische en biotechbedrijven. Deze bedrijven geven TNO opdracht om toepassingsgericht onderzoek te doen om daarmee therapieën en geneesmiddelen te kunnen ontwikkelen. Het fundamentele onderzoek op het gebied van de bloedvaten vindt plaats in het LUMC. Beide partijen, TNO en LUMC, zijn gebaat bij een goede wisselwerking tussen fundamenteel en toepassingsgericht onderzoek. Om de te ontwikkelen modellen up-to-date te houden is het voor TNO belangrijk te weten welke ontwikkelingen er in de wetenschap plaatsvinden. En de interactie met de clinici van het academisch ziekenhuis geeft een goede kijk op eventuele toepassingen. De cardioloog van het academisch ziekenhuis wil de patiënten wier vaten na het dotteren steeds weer dichtslibben, iets kunnen bieden. Wat gaat daar mis? Waarom krijgt de ene patiënt wel en de andere geen complicaties of extra veel last van atherosclerose? Quax: 'Deze interactie tussen kliniek, fundamenteel onderzoek en TNO maakt het voor mij zo interessant om bij de universiteit te werken. Wij doen onderzoek waar men echt op zit te wachten'. 'Sleutelen aan vaten', zo typeert Paul Quax zijn werk als hoogleraar Experimentele vasculaire geneeskunde. Het leek hem een aardige titel voor zijn oratie. Dat sleutelen gebeurt op twee manieren, legt hij uit. Dat zijn: beschadigde bloedvaten proberen te repareren en het stimuleren van de aanmaak van nieuwe vaten.

Stent
Eerst wat meer over de reparatie. Bloedvaten hebben de vervelende eigenschap om na een dotter- of bypassoperatie, waarbij het vat kunstmatig verwijd of geopend is, weer dicht te groeien, vertelt Quax. 'Als je een bloedvat dottert, dus het opblaast met zo'n ballonnetje, dan zien we heel vaak dat de ontstekingsprocessen in de cellen aan de binnenkant van dat bloedvat geactiveerd worden en dat de cellen zich weer gaan delen, waardoor de boel weer dichtgroeit. Een manier om dat probleem op te lossen, is het plaatsen van een stent, maar dat levert weer een ander probleem op, namelijk de groei van littekenweefsel, waardoor het vat ook dichtgroeit. Dat kun je weer voorkomen door op die stent materiaal aan te brengen dat die celgroei tegengaat. Zo'n stent noemen we een drug-eluting stent. Maar ook dat ding levert weer een probleem op: hij hecht zich niet goed aan het bloedvat.

Geduld
'Zo creëert iedere nieuwe oplossing weer een nieuw probleem dat we moeten proberen op te lossen. Onderzoek doen is een zaak van lange adem. Je denkt iets gevonden te hebben, je bent enthousiast, gaat het uitproberen, en dan is er altijd wel weer iets waardoor het niet goed werkt. Er doet zich een nieuwe complicatie voor. Je moet echt geduld hebben in dit werk.'

Nieuwe vaten aanmaken
Zo mogelijk nog gecompliceerder is te proberen om het lichaam te stimuleren zelf nieuwe vaten aan te maken. Als dat zou lukken, zou dat met name voor diabetespatiënten een grote verbetering kunnen betekenen. Zij hebben een slechte doorbloeding, soms zo erg dat een deel van het been geamputeerd moeten worden. Patiënten die hun eigen benen nog hebben, ondervinden vaak pijn bij het lopen doordat de bloedtoevoer naar de benen onvoldoende is. Quax: 'We proberen bij zulke patiënten het lichaam te stimuleren zelf nieuwe bloedvaten als natuurlijke bypasses aan te leggen. Daar werken we aan met onze muismodellen. Bij muizen hebben we het al voor elkaar gekregen. Onze vaatchirurgen zijn nu bezig om het ook bij patiënten te proberen.'

Door inspuiting van beenmerg ontwikkelde deze muis in zeven dagen een groot aantal nieuwe bloedvaten. De kleurveranderingen in de gekleurde plaatjes geven de verandering in doorbloeding aan. Hoe meer kleur, hoe beter de doorbloeding.

Voortrekkersrol in de wereld
Er loopt op dit moment een onderzoek waarbij patiënten worden behandeld met hun eigen beenmerg. Dat beenmerg wordt ingespoten in de kuitspier. Er zitten stamcellen in die de bloedvatvorming kunnen stimuleren. De onderzoekers beginnen er nu achter te komen dat immuuncellen, die een rol spelen in het afweersysteem. ook belangrijk zijn voor de bloedvatvorming. Dat is een heel complex systeem dat nog altijd niet goed begrepen wordt. Quax' onderzoeksgroep werkt in dit onderzoek samen met de immunologiegroep van profesor Wim Fibbe en met de vaatchirurgen professor Hajo van Bockel en professor Jaap Hamming. De groep van Quax loopt voorop in de wereld.

Beenmerginspuitingen
Quax: 'We proberen met de kennis van de immunologie, de vaatbiologie en de vaatchirurgie te begrijpen wat er precies gebeurt als je iemand inspuit met zijn eigen beenmerg. Er is een eerste pilotstudie gedaan met 27 patiënten. Ruim de helft liet een duidelijke verbetering zien qua doorbloeding en kon langer zonder pijn lopen dan voor de inspuiting. Maar een gedeelte ervoer geen verbetering of werd er zelfs slechter van. We zijn nu aan het onderzoeken hoe dat komt.'

Muismodellen
Om dat onderzoek te kunnen doen, gaat Quax met zijn team eerst een muismodel ontwerpen waarmee menselijk beenmerg getest kan worden. Is er verschil tussen het beenmerg van mensen die wel en die niet goed op de inspuitingen reageerden? Dezelfde truc, het inspuiten van eigen beenmerg, wordt ook toegepast in het hart. Beenmergcellen kunnen zich namelijk veranderen, transdifferentiëren, in andere weefsels zoals bloedvat, bot, (hart)spier of lever. In het onderzoek staat op dit moment de vraag centraal onder welke condities deze omzetting mogelijk is. De vaatbiologie wordt door deze nieuwe ontwikkelingen in het onderzoek steeds complexer en daarom is samenwerking met andere specialismen, zoals de immunologie en het diabetesonderzoek, zo belangrijk.