Bot was het te kraken probleem: nu kan ook dat in het lab worden gemaakt

Bot was het nog te kraken probleem. Allerlei andere soorten weefsel waren in het lab al gemaakt. Maar met bot was dat nog niet gelukt.

Het lichaam beschikt over stamcellen, cellen die in hun prille jeugd zijn en die nog alle kanten op kunnen. Die stamcellen worden gebruikt voor het maken van zogenoemde organoïden, levende en functionerende stukjes orgaan: mini-levers, spierweefsel, stukjes darm en nog veel meer.

En nu dus bot. Een ingewikkeld materiaal, zegt Sandra Hofmann, hoogleraar bioengineering bone aan de Technische Universiteit Eindhoven en een van de onderzoeksleiders. “Je denkt dat bot stilstaat, maar in werkelijkheid wordt bot voortdurend gevormd en voortdurend afgebroken. Dat geeft bot zijn herstelvermogen, bijvoorbeeld na een breuk. Als de balans tussen die twee – vorming en afbraak – wordt verstoord, leidt dat tot ziekten. Maar hoe bot precies wordt gevormd, is eigenlijk niet goed bekend."

Als je bot lang niet belast lost het op

In samenwerking met celbiologen Anat Akiva en Nico Sommerdijk van Radboudumc in Nijmegen, heeft Hofmann dat nu nagebootst in het lab, met stamcellen. Ze hebben ervoor gezorgd dat die de biochemische signalen kregen die uit de natuurlijke botvorming bekend zijn, en ze hebben ze fysisch belast door ze flink te schudden. Fysische belasting is cruciaal voor botvorming; als je bot lang niet belast, bijvoorbeeld tijdens een ruimtereis, lost het op.

De onderzoekers zagen hoe de stamcellen zich ontwikkelden tot zogenoemde osteoblasten, botbouwende cellen, en tot osteocysten, de opzichters van de botbouw. De enige die nog ontbraken waren de botafbrekers, de osteoclasten. “Maar dat komt”, zegt Hofmann, “omdat we die niet hebben toegevoegd”. Dat zal in een vervolgonderzoek nog gebeuren, en dan heb je het systeem compleet. Maar nu is er dus al bot in zijn eerste stadium gevormd in het lab.

De werking van geneesmiddelen onderzoeken

Wat hebben we daaraan? Organoïden in het algemeen worden gebruikt om de werking van geneesmiddelen te onderzoeken en kunnen soms zelf worden ingezet om defecten in het lichaam te herstellen. Dat laatste ligt bij bot niet voor de hand, zegt Hofmann: “Bot herstelt van nature heel goed, ook na een breuk. In de meeste gevallen heb je geen implantaat nodig, alleen bij heel ernstige breuken. En voor die gevallen zijn goede biomaterialen beschikbaar die de vorming van nieuw bot kunnen ondersteunen. Daarvoor ga je geen bot kweken. We kunnen met het bot dat wij kweken wel helpen om slimmere biomaterialen te ontwikkelen voor dit doel.”

Onderzoek naar de werking van geneesmiddelen is een belangrijk doel van deze botkweek. Dat is van belang voor het gehele onderzoek naar de behandeling van botaandoeningen, maar ook voor de individuele patiënt, zegt Hofmann. Als je iemands stamcellen neemt en daaruit botweefsel maakt, kun je kijken wat bepaalde medicijnen bij die patiënt zullen doen voor je die toedient. Het bot dat in het lab is gemaakt, maakt het dan mogelijk de behandeling van botziekten op maat te maken voor de individuele patiënt.

Lees ook:

Mini-levers, mini-darmen en mini-alvleesklieren

Utrechtse wetenschappers maken menselijke organen op microformaat.