Boonen hield zich de afgelopen vier jaar bezig met de spiercellen van het skelet. Een spier bestaat uit vezels en elke vezel is gevormd uit een groepje gefuseerde cellen. Deze hebben geen delingscapaciteit meer. Maar elke spiervezel draagt twee of drie satellietcellen bij zich. Die cellen zijn normaal gesproken in het lichaam verantwoordelijk voor de verrassende mate van herstel bij spierblessures, omdat ze zich snel delen.
Zodra een beschadigde spier bepaalde stoffen afscheidt, komt een satellietcel in actie en gaat nieuwe spiercellen aanmaken. Satellietcellen zijn dus zeer geschikt als stamcelbron. Het enige probleem is dat het lijkt of de satellietcellen hun stamcelcapaciteit verliezen op het moment dat ze in een kweekbakje belanden.
Boonens hypothese is dat dit komt doordat de cellen weggehaald worden uit de specifieke omgeving waarin ze zich normaal bevinden. “In een lichaam zijn satellietcellen compleet omgeven door zacht materiaal en liggen ze als het ware te slapen tussen eiwitnetwerken aan de ene kant en een spiervezel aan de andere kant. Bij inspanning krijgen de vezels van zenuwen allerlei elektrische signalen en worden ze uitgerekt, of eigenlijk samengetrokken. Die omstandigheden heb ik in het lab nagebootst.”
Eeetbare gels
Boonen ziet mogelijkheden voor slagers om in de toekomst hun vlees bij een heuse fabriek in te kopen.”De artificiële smaak is nu al goed te noemen. Mijn tong proeft nauwelijks verschil tussen kunstmatig vlees en ouderwets vlees.” Om aan de juiste vorm en vastheid te komen denkt Boonen aan kweek in afbreekbare of eetbare gels.
“Gebruik je afbreekbare gel dan degenereert deze spontaan of wordt hij afgebroken door de cellen. Dat gebeurt nu ook bij de kweek van hartkleppen. Maar je kunt ook collageen als drager gebruiken voor de satellietcellen, dat is eetbaar. Sterker; dat wordt nu al gebruikt in de bio-industrie om vlees meer water op te laten nemen zodat het zwaarder wordt en de consument zodoende meer moet afrekenen.”
Chirurgie
Om tissue-engineering te gebruiken in de regeneratieve geneeskunde zijn er net wat meer vereisten dan byte en smaak. Dan moeten de spieren ook kracht hebben. Na celdeling gaan spiercellen fuseren, daarna ontwikkelen ze de voor skeletspiercellen kenmerkende dwarsstreping. Pas na de vorming hiervan zijn de vezels tot contractie in staat.
“Nu is de kracht van gekweekte cellen een factor honderd lager dan in het lichaam.” Maar wanneer dat verbeterd wordt zal de chirurgie dankbaar gebruik gaan maken van in vivo aanpak. “Bij het wegsnijden van tumoren verdwijnt vaak ook omliggend weefsel. Dat zou in de toekomst door satellietcellen in het lichaam hersteld kunnen worden.”
Om de elektrische signalen die in het lijf door zenuwen afgegeven worden te simuleren, plaatste Boonen (zoals afgebeeld) twee elektrodes in de petrischaal en maakte ze een aantal milliseconden een elektrisch veld. Ze zag de spieren samentrekken en sneller dwarsstreping ontwikkelen. Dit betekent dat het mogelijk is met elektrische stimulans sneller vlees te produceren.
Deelvraagjes
Moeilijker was het voor Boonen om de rek waarmee cellen moeten omgaan, te onderzoeken. “Rek is lastig te definiëren in kweek. We hebben cellen op een flexibele ondergrond gefixeerd en die ondergrond opgerekt door de omgeving vacuüm te zuigen. Maar dat is eigenlijk niet de juiste methode. In het echt rekken spieren zelden passief, ze trekken slechts samen. Dit onderdeel vergt nog wat vervolgonderzoek."
Zelf zal ze dat niet gaan doen.”Ik ben nu wel klaar met het fundamentele onderzoek. Vier jaar was ik bezig met kleine deelvraagjes. De antwoorden dragen wel bij aan de hele grote vraag ‘Hoe maak ik vlees uit stamcellen?’. Maar het blijft lange termijn werk. Sinds enkele weken werk ik als klinisch chemicus in opleiding in het Catharina Ziekenhuis in Eindhoven. Dat vind ik geweldig want wat ik nu doe is direct voor patiënten belangrijk.”
Lees meer over kweekvlees
- Biefstuk uit het buisje (Kennislink artikel)
- Kweekvlees onder een andere naam
- Kweekvleesonderzoeker Mark Post bij De Wereld Draait Door (vanaf 19:50)