Een reddingsmiddel voor dwarsliggende vaten

Bloedvaten maken kan op twee manieren. Buiten het lichaam, in het laboratorium, door het kweken uit lichaamseigen cellen. Of in het lichaam zelf, door stimulatie van cellen die daar verantwoordelijk zijn voor de aanleg van nieuwe bloedvaten.

Kweekvaten onder druk

Onderzoekers van het UMC Maastricht doen onderzoek naar de eerste optie; kweken in het laboratorium. Ze concentreren zich vooral op de endotheelcellen die de bekleding vormen aan de binnenkant van de bloedvaten. Uitgezaaid op een biologisch afbreekbare mal groeien de cellen in de bioreactor binnen een week of drie uit tot een echt vat.

Dat klinkt vrij eenvoudig, maar dat is het allerminst. Want hoe zorg je ervoor dat het vaatje hol blijft en niet dichtgroeit tijdens de kweek? “We kunnen er tijdelijk een metalen staafje instoppen, zodat de cellen niet de kans krijgen het vat op te vullen. Een andere optie is om de binnenkant te bekleden met endotheelcellen en het vat bloot te stellen aan een voortdurende vloeistofstroom”.

Aan het woord is Mark Post, hoogleraar vascular physiology and tissue engineering. De vaten die zijn onderzoeksgroep kweekte houden het midden tussen aders en slagaders. “Echte slagaders maken is lastig omdat die een ingewikkelde structuur hebben”, legt Post uit. “Ze moeten een forse hoeveelheid van het eiwit elastine hebben en dat is in een kweek niet makkelijk te bewerkstelligen. Daar komt bij dat slagaders, als je ze eenmaal implanteert, een hogere bloeddruk moeten kunnen weerstaan.”

Post en zijn collega’s plaatsten het stukje kweekvat in de halsslagader van de varkens, nadat ze eerst een stukje echte slagader hadden verwijderd. De eerste diertesten leverden jammer genoeg nog geen goede resultaten op. Post: “Er was sprake van een ontstekingsreactie tegen het biomateriaal, waardoor de vaten dicht raakten.”

Tegenwoordig heeft de onderzoeksgroep een andere strategie. “We willen nu bekijken of met celvrije biomaterialen hetzelfde is te bereiken.” In de hele regeneratieve geneeskunde beweegt men zich richting celvrije technieken. Het kweken van vaten met lichaamseigen cellen blijkt in de praktijk niet altijd even handig. Post: “Dan ben je lang bezig met kweken, terwijl de patiënten erg ziek zijn en snel een oplossing nodig hebben.”

Alternatief voor amputatie

In het Leids Universitair Medisch Centrum (LUMC) onderzoeken wetenschappers optie nummer twee; het stimuleren van cellen die verantwoordelijk zijn voor de aanleg van bloedvaten.

Op de afdeling Vasculaire Chirurgie van het Leids Universitair Medisch Centrum (LUMC) komen veel patiënten met vaatvernauwing in het been. Omdat de bloedvaten zijn dichtgeslibt krijgt het been onvoldoende zuurstof, en dat doet pijn.

Bloedvaten zijn vaak weer open te maken met dotteren. Een omleidingsroute (bypass) is doorgaans ook een optie. Maar soms lukt dat niet. “Bijvoorbeeld als er geen bestaand bloedvat meer is om de bypass op aan te sluiten”, legt Paul Quax uit. “Amputatie is dan de enige oplossing.”

Bloedvaten vernieuwen

Samen met zijn collega Anton Jan van Zonneveld wil Quax iets aan deze uitzichtloze situatie doen. Beide hoogleraren zijn gespecialiseerd in Experimentele Vasculaire Geneeskunde. “Bloedvaten vernieuwen continu”, vertelt Van Zonneveld. “Ze passen zich aan naar de behoeften van het lichaam. Als je plotseling veel gaat trainen, vragen je spieren om extra zuurstof. Om een spier van een goede doorbloeding te voorzien worden razendsnel nieuwe bloedvaatjes aangelegd.”

Het lichaam is dus in staat om zelf nieuwe bloedvaten aan te leggen. Circulerende witte bloedcellen (monocyten) spelen daarbij een belangrijke rol. Van Zonneveld: “Dat zijn de politieagenten van je bloedvaten. Binnen een uur besnuffelen ze het hele vaatsysteem om te kijken of er ergens iets mis is. Onder invloed van de juiste signaalstoffen maken monocyten een begin met de groei van een nieuw bloedvat. Ze zijn ook van belang bij het verbinden van dat nieuwe bloedvat met een bestaand bloedvat.”

Er zijn ook andere soorten monocyten, elk met hun eigen functie. Als de patrouillerende cellen een afwijking gevonden hebben, geven ze een signaal af. Daar komen ontstekingsmonocyten af, die de noodkreet als het ware versterken. In reactie daarop komen weer cellen in actie die de reparatie ter hand nemen. Zo wordt uiteindelijk een nieuw bloedvat aangelegd.

Afgebonden pootje

Als er iets mis is met één van de groepen monocyten raakt de aanleg van nieuwe bloedvaten verstoord. Van Zonneveld en zijn collega Paul Quax onderzoeken of de monocyten zo te behandelen zijn dat ze op de juiste manier hun werk doen. “We proberen nu monocyten te kweken met angiogene factoren, dat zijn stofjes die de vorming van bloedvaten stimuleren”, legt Van Zonneveld uit. “We testen het effect van een bepaalde behandeling door te kijken naar de doorbloeding van een afgebonden achterpootje van een muis.” Worden er nieuwe bloedvaten gevormd, dan is de doorbloeding beter dan wanneer dit niet gebeurt.