Mini-organen uit het lab helpen ons begrijpen hoe longweefsel zichzelf herstelt. Maar daarnaast moeten we ook zieke longen bestuderen om oplossingen voor COPD te vinden. Dat kan nu met Precision Cut Long Slices (PCLS). Prof.dr. Melanie Königshoff (VS) heeft deze techniek ontwikkeld: 'Nu kunnen we leren op welke knoppen we moeten drukken om zelf-herstel in kapot longweefsel weer aan te zetten.'
‘Toen ik betrokken raakte bij het Consortium Longweefselherstel, schrok ik van het gebrek aan kennis over de mechanismen die COPD veroorzaken’, zegt Melanie Königshoff. Het verbaasde haar gezien het grote aantal mensen dat aan deze ziekte lijdt en de zware impact op hun leven. Alleen in Nederland hebben al 600.000 mensen COPD. ‘Gelukkig startte Longfonds het consortium. Het is prachtig om te zien hoe snel ons onderzoek de afgelopen vijf jaar is gegaan. Ook staat COPD nu veel hoger op de onderzoeksagenda, binnen en buiten het consortium.’
Bij gezonde mensen herstelt longschade die ontstaat door ontstekingen. Maar bij mensen met COPD kunnen de longen zichzelf niet meer herstellen. Melanie Königshoff zoekt naar nieuwe manieren om dit herstel weer op gang te brengen. Ze ontwikkelt daarbij methoden om erachter te komen of deze nieuwe manieren menselijk, beschadigd longweefsel met COPD kunnen herstellen. En hoe we reparatie weer echt 'aan' kunnen zetten. Door haar kennis en haar methoden is Königshoff betrokken bij verschillende onderzoeksprojecten uit het consortium.
Königshoffs doet vooral onderzoek is menselijk longweefsel. Dit is belangrijk omdat realistische omstandigheden helpen om resultaten te vertalen naar behandelingen. Eén manier om menselijk longweefsel te bestuderen is met mini-organen, of organoïden. Dit zijn kleine stukjes van een bepaald longweefsel, gekweekt in het lab uit menselijke stamcellen. ‘Organoïden zijn onmisbaar om het herstel in gezonde weefsels te bestuderen’, legt Königshoff uit. ‘En om erachter te komen hoe stamcellen reageren op stoffen. Vijf jaar terug was dit niet mogelijk. Maar organoïden kunnen de gevolgen niet laten zien in verouderd en ziek menselijk longweefsel.'
Daarom ging Königshoff aan de slag met een techniek die PCLS heet. Dit staat voor Precision Cut Lung Slice. PCLS zijn extreem dunne plakjes (300 micrometer) van menselijke longen die je kunt kweken in het lab. ‘Hiermee kunnen we een deel van een complete long bestuderen. Niet één type cel, maar de ingewikkelde anatomische structuur. Deze heeft veel verschillende celtypes, afweercellen, extracellulaire matrix en surfactant.’ Surfactant is een vloeistof die de longfunctie helpt en betrokken is bij de het herstel van longcellen.’ Het lukte Königshoff om menselijk longweefsel te kweken van oudere mensen met COPD. De weefsels kwamen van getransplanteerde of verwijderde longen.
‘Hiermee kunnen we een deel van een complete long bestuderen. Niet één type cel, maar de complete ingewikkelde structuur.’
Door PCLS kreeg een belangrijke ontdekking veel gewicht: het kon mogelijk een startpunt zijn voor ontwikkeling van een behandeling. Consortiumonderzoeker prof.dr. Reinoud Gosens (Rijksuniversiteit Groningen, NL) ontdekte dat twee soorten medicijnen, prostaglandinen, stamcelgroei stimuleren. Spannend, want stamcelgroei is de eerste stap naar herstel en vernieuwing van beschadigd longweefsel.
Königshoff: ‘Eerst ontdekten we in organoïden dat prostaglandinen dit effect hadden. De grote vraag was: gebeurt dit ook in ouder, ziek longweefsel?’ Door PCLS bewezen Königshoff en Gosens dat prostaglandines inderdaad herstelprocessen bij COPD kunnen stimuleren.
Een van de dingen die Königshoff nu met PCLS gaat doen, is het vinden van andere stoffen die stamcelgroei aanjagen. ‘Ook willen we leren wat we moeten doen om te zorgen dat de cellen transplantatie overleven en goed in het menselijk weefsel komen. En dan ook doen wat we willen, zoals schade herstellen.’ Als dit lukt, overwint Königshoff hiermee een van de eerste hindernissen richting transplantatiebehandelingen.
'Door het teamwerk en de samenwerking in dit consortium kunnen we technologieën zoals PCLS gebruiken én die gelijk gebruiken bij onderzoek naar behandelingen,’ zegt Königshoff. En het consortium heeft nog meer voordelen: ‘In elke onderzoeksgroep van het consortium zitten wetenschappers die nog aan het begin van hun carrière staan. En als zij straks de nieuwe top-wetenschappers zijn, brengen zij de kennis die we dan hebben naar nog hoger niveau. Dit zet een lange termijn ontwikkeling in gang, die gaat leiden tot oplossingen voor de volgende generaties. Van dit resultaat zijn sponsors zich misschien niet bewust. Maar hun steun kan misschien wel zorgen voor de grootste winst. En Longfonds heeft dat in gang gezet.’
Königshoff houdt van het onverwachte in de wetenschap. ‘Resultaten kunnen je verrassen, je vanaf een andere kant naar vragen laten kijken. Dat zorgt voor nieuwe inzichten met een enorm wow-effect.’ Samenwerking in het consortium versterkt dit, vindt ze. ‘Ook heb ik veel waardering voor het patiëntenpanel. De vragen die patiënten stellen houden me scherp. Ze laten ons zien wat voor hen belangrijk is. Ons onderzoek moet uiteindelijk voor hen oplossingen vinden en dat is voor mij belangrijk.'
Tekst: Karin Postelmans