Je leest:

Weefselonderzoek: snijden en kleuren verleden tijd

Weefselonderzoek: snijden en kleuren verleden tijd

Auteur: | 18 december 2007

Als een arts een patiënt wil onderzoeken op huidkanker, moet er een stukje huid verwijderd worden: een coupe. Een speciale kleurstof kleurt bepaalde delen van de cellen in deze coupe, zoals het DNA of het celskelet. De arts kan een gekleurde coupe onder de microscoop bestuderen en een diagnose stellen: huidkanker of niet. Zulk arbeidsintensief weefselonderzoek is door de nieuwe microscoop van dr. Jonathan Palero verleden tijd.

De nieuwe microscoop maakt onderzoek naar weefsel een stuk makkelijker. Het is hiermee mogelijk om kleurenfoto’s te maken van levend weefsel. De microscoop meet oppervlakteweefsel rechtstreeks, waardoor snijden en kleuren overbodig is.

Nu is er alleen nog op muizenhuid getest, maar het is een veelbelovende techniek voor onderzoek op menselijk weefsel. Ziekenhuizen zouden over een aantal jaar de microscoop kunnen gaan gebruiken. De bedenker van deze onderzoekstechniek, dr. Jonathan Palero van de Universiteit Utrecht, heeft grote plannen.

Dr. Jonathan Palero ontwikkelde tijdens zijn promotieonderzoek een revolutionaire techniek om huidkanker zonder chirurgie op te sporen.

Kleurenfoto

Palero’s microscoop bevat een speciale laser, die het huidweefsel beschiet met zeer korte lichtpulsen. Hierdoor gaat het weefsel oplichten: fluoresceren. Deze fluorescentie wordt gemeten door een kleurgevoelige detector, die er een foto van maakt. Aan de hand van zo’n foto kan een arts zien of er zieke cellen aanwezig zijn in de huid.

De kleuren op de foto geven namelijk informatie over de samenstelling van het weefsel en over de gezondheid van de cellen. In gezonde cellen is er evenwicht tussen moleculen die blauw kleuren op de foto en moleculen die groen kleuren. Gezonde cellen zijn blauw-groen. Als een cel ziek is, verandert de verhouding tussen die moleculen. Door die gewijzigde samenstelling zal ook de kleur van de cel op de foto veranderen: blauwer of groener. Met deze nieuwe techniek is het dus mogelijk om een tumorcel van een gezonde cel te onderscheiden, puur en alleen op kleur.

Zes keer een stukje van een muizenhuid, steeds dieper in de huid gefotografeerd. (5 tot 50 micrometer diep). (Ter vergelijking: een A4 blaadje is 200 micrometer dik). De grote, groene, ronde structuren zijn haarfollikels (haarzakjes), de kleinere, blauw-groene structuren zijn huidcellen. De paarse waas die dieper in de huid pas zichtbaar is, zijn elastine vezels. Deze zorgen voor de soepelheid van je huid.

Muis als fotomodel

Palero wilde een microscoop ontwikkelen die de gezondheid van cellen in levende huid zichtbaar zou kunnen maken. Om aan te tonen dat de methode echt informatie geeft over de gezondheid van het weefsel, heeft hij gezond en ongezond huidweefsel gefotografeerd.

De weefsels komen van twee soorten muizen. Gewone muizen en muizen die twee jaar lang elke dag twaalf uur onder de zonnebank hebben gelegen. De laatste groep muizen heeft op deze manier heel veel schadelijke UV-straling opgevangen. UV-straling kan het DNA van een cel aantasten, waardoor die cel kan uitgroeien tot een tumor.

Door een kleurenfoto te maken van de levende huid van deze twee groepen muizen, kan verschil in gezondheid van de cellen zichtbaar gemaakt worden. Met deze muizen als fotomodel heeft Palero zijn microscoop steeds verder geoptimaliseerd. Volgens hem is dit “het begin van een veelbelovende techniek om ook menselijk weefsel te onderzoeken.”

Een menselijke lichaamscel bevat 24 verschillende chromosomen. Voor deze opname zijn negen DNA-probes gebruikt die ieder hechten aan een ander chromosoom. Aan elke DNA-probes zijn een of meer groene, rode of blauwe fluorescerende verbindingen gekoppeld. Omdat de verhouding tussen deze verbindingen kan worden gewijzigd, is het mogelijk om vele kleuren te maken.

Toekomstige toepassingen

Huidkanker is niet het enige wat de kleuren op de foto kunnen aantonen. De kleuren zeggen iets over de algemene gezondheid van het weefsel. Een infectie aan de huid of eczeem is nu dus ook makkelijker te onderzoeken.

Volgens Palero zijn er behalve in het ziekenhuis nog meer toepassingen voor deze meetmethode. Ook het wetenschappelijk onderzoek zou er baat bij kunnen hebben. Dynamische processen in levende organismen, zoals de groei en ontwikkeling van een cel, kunnen hiermee in detail bekeken en vastgelegd worden in vivo (in het levende organisme zelf).

Aanpassingen

Palero heeft al een idee hoe zijn microscoop er uiteindelijk uit moet komen te zien. Een klein, handmatig te bedienen apparaatje dat over de huid glijdt en kleurenfoto’s neemt. Een beetje zoals een echoscoop, die al glijdend over de buik een echo maakt van het embryo in de baarmoeder.

Het doel is om deze techniek over vier jaar in de ziekenhuizen te kunnen gebruiken. Maar voordat deze microscoop geschikt is voor onderzoek op patiënten, moet er nog veel gebeuren.

Palero vindt dat zijn methode nog niet diep genoeg in de huid kan meten. Door de gevoeligheid van de detector en de lens van de microscoop te verbeteren, wil hij het mogelijk maken ook de zwakke signalen uit de diepere lagen van de huid op te vangen. Ook kost het maken van één foto nog teveel tijd. Wat nu twee minuten duurt, wil hij terugbrengen tot een paar seconden. Want als je ook maar iets beweegt, wordt de foto wazig en dus onbruikbaar.

Verder kost onderzoek geld. Dat is wel beschikbaar, maar de aanvraag duurt erg lang. STW is een technologiestichting die toepassingsgericht technisch-wetenschappelijk onderzoek financiert. Over een jaar verwacht Palero de beurs van STW te krijgen die hij nodig heeft om zijn onderzoek voort te zetten.

Jonathan Palero is geboren in de Filippijnen. Hij studeerde daar natuurkunde en kwam naar Nederland om hier zijn promotieonderzoek te doen. Hij is op 11 juli 2007 gepromoveerd op het proefschrift ‘Nonlinear spectral imaging of biological tissues’ aan de Universiteit Utrecht, waarvoor hij onlangs de SEN-prijs heeft gewonnen. Deze prijs wordt uitgereikt voor het beste werk op het gebied van de microscopie.

Zie verder

Dit artikel is een publicatie van Universiteit Utrecht (UU).
© Universiteit Utrecht (UU), alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 18 december 2007

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.