Scheikundige Patricia Dankers probeert de extracellulaire matrix synthetisch na te maken, met als doel om er stamcellen op te laten groeien.

Scheikundige Patricia Dankers probeert de extracellulaire matrix na te maken. Met als doel om er stamcellen op te laten groeien.

21 april 2016

Stamcellen groeien goed op extracellulaire matrix, een weefselstructuur die zich buiten de cellen bevindt. Voor onderzoeksdoeleinden worden stamcellen gekweekt op een gel, gemaakt van natuurlijke extracellulaire matrix. Voor de bereiding van deze natuurlijke hydrogel – matrigel genaamd – is tumorweefsel uit muizen nodig. Daarom zullen stamcellen die op deze gel gekweekt zijn, nooit hun weg vinden naar de kliniek.

Moleculaire Lego

Scheikundige Patricia Dankers nam de structuur van extracellulaire matrix onder de loep en probeerde deze na te maken. Dankers: “Matrigel bevat ongeveer tienduizend verschillende componenten, waaronder veel groeifactoren. De truc is om de juiste componenten te identificeren en die na te maken. Vijf jaar geleden dachten we dat we dat ‘wel even zouden doen’, maar dat valt toch tegen.”

Het ziet eruit als een landschap uit een sciencefictionfilm, maar dit is een detail van een natuurlijke extracellulaire matrix. Scheikundige Patricia Dankers probeerde deze matrix na te maken met als doel er stamcellen op te laten groeien.
ICMS Animation Studio, TU/e

Het idee was om met kleine bouwblokjes een grotere structuur te maken, die door waterstofbruggen bij elkaar wordt gehouden. Dankers ontwikkelde samen met het onderzoeksteam bouwsteentjes gebaseerd op de ureido-pyrimidinone (UPy) groep. Deze bouwsteentjes zijn een soort moleculaire Lego, waar heel makkelijk andere moleculen aan te klikken zijn. Door steeds andere moleculen aan de bouwsteentjes te koppelen, ontstaan verschillende UPy-blokjes met verschillende functies. Door de bouwsteentjes te mengen ontstaat een bioactieve hydrogel.

Stamcelgedrag controleren

Er ligt nu een hydrogel waarin drie of vier UPy-blokjes verwerkt zijn, en dat is jaren werk geweest. Dankers heeft inmiddels getest hoe de stamcellen het op deze hydrogel doen. “De stamcellen overleven en dat is op zich al bijzonder, want er zijn al veel synthetische gels gemaakt waarin ze gewoon doodgaan. Maar het zal nog wel jaren duren voordat we een synthetische gel hebben waarin we stamcelgedrag volledig kunnen controleren”, vertelt ze.

In de komende jaren hoopt Dankers meer verschillende bouwblokjes aan de hydrogel te kunnen toevoegen. Begrijpen hoe cellen reageren en welke factor wat doet, is daarbij belangrijk. Want pas als je dat snapt, heb je volledige controle over wat je toevoegt.