Stukjes gewricht uit de diepvries

In het laboratorium van de afdeling experimentele reumatologie van het Nijmeegse Radboudumc is zojuist knieweefsel binnengebracht van een patiënt bij wie deze middag de knie is vervangen door een prothese. Fons van de Loo, hoofdonderzoeker van deze afdeling, wijst naar de nieuwgevormde bloedvaatjes en verbindweefseling van de binnenbekleding van het gewricht. ‘Dit gewrichtsvlies, ook wel synovium genoemd, is ontstoken. De vergevorderde kraakbeenschade en de voortdurende pijn waren de redenen voor deze operatie.’

IJskristallen voorkomen

Hij stanst vijftien stukjes met een diameter van drie millimeter uit het synovium en stopt deze in een voorgekoeld cryobuisje met antivriesmiddel. Na tien minuten op een bed van ijs plaatst hij het buisje verpakt in een container met isopropanol in een vriezer. ‘Om ijskristallen te voorkomen, wordt in deze vriezer het weefsel met 1 graad per minuut afgekoeld tot -80 graden Celsius. Daarna slaan we het op in een vat vloeibaar stikstof van -196 graden.’

Cellen blijven leven

Dankzij deze geleidelijke afkoeling is het mogelijk gewrichtsweefsel langere tijd in goede conditie ingevroren te bewaren, zodat het op een later moment bruikbaar is voor wetenschappelijk onderzoek. Normaal worden voor reuma-onderzoek proefdieren gebruikt, om te kijken of een nieuwe therapie goed werkt. Van de Loo vertelt dat vooral de vertaalslag van dier naar mens ingewikkeld is. ‘Die kun je maken met gehumaniseerde muizen of met menselijk materiaal dat af en toe beschikbaar komt bij een gewrichtsvervangende operatie. Met dat weefsel moet je dan direct aan de slag, waardoor je geen goed wetenschappelijk vergelijkend onderzoek kunt doen met een controlegroep. Daarvoor heb je tegelijkertijd weefsel nodig van meerdere patiënten. Met bestaande invriestechnieken gaat dat materiaal dood en is het niet meer mogelijk de interactie van cellen te bestuderen. Bij onze nieuwe methode, die we mede dankzij subsidie vanuit het ZonMw-programma Meer Kennis met Minder Dieren hebben ontwikkeld, blijven de cellen wel levend en hebben we dus veel minder proefdieren nodig.’

Weefsel transporteren

ZonMw heeft de Nijmeegse onderzoekers extra geld gegeven vanuit het programma Verspreidings- en implementatie Impuls (VIMP) om deze techniek specifiek voor synoviaal gewrichtsweefsel te implementeren. Van de Loo omschrijft de methode als eenvoudig. Er is geen ingewikkelde apparatuur voor nodig en ook het antivriesmiddel is commercieel verkrijgbaar. Volgens hem is dit alles een voorwaarde om de techniek wereldwijd te kunnen inzetten.

‘In principe is deze techniek mogelijk voor elk type humaan weefsel’

Van de Loo: ‘Inmiddels heeft een Italiaanse onderzoeksgroep van de Catholic University of the Sacred Heart in Rome laten zien dat de techniek reproduceerbaar is. Nu willen we tevens aantonen dat het ingevroren weefsel ook in een container getransporteerd kan worden, zodat onderzoekers van elkaar weefsel kunnen gebruiken voor wetenschappelijke studies. Om te kijken of dit mogelijk is, zullen de Italianen ingevroren materiaal van hen naar ons sturen en wij materiaal van ons naar hen. Vervolgens gaan beide groepen het weefsel ontdooien en snel in kweek zetten. Daarna kijken we of het levensvatbaar is.’

Internationale biobank

Om te achterhalen of Europese collega-reumaonderzoekers animo hebben voor deze invriesmethode, hebben de Nijmeegse wetenschappers de betrokkenen van de EULAR Synovitis Study Group een enquêteformulier toegestuurd. Uit de antwoorden blijkt dat ze veel interesse hebben in deze techniek en dat ze pleiten voor een internationale biobank. In dit online toegankelijke register moeten alle gegevens van de ingevroren weefsels worden opgenomen, inclusief de locatie waar ze zijn opgeslagen.

Even groot als biopt

Van de Loo: ‘Uiteraard moeten die weefsels dan wel volgens ons protocol worden ingevroren. Het mooie is dat die stukjes van drie millimeter doorsnede de grootte hebben van een biopt dat vaak wordt afgenomen bij patiënten met gewrichtsproblemen. Zo kunnen we ook in een vroegere fase van de ziekte met echogeleide biopsieën weefsel weghalen en dat opslaan in de bank. Daarop kun je dan het effect van therapieën uittesten in een vroegere fase van de ziekte.’

Gentherapie voor artrose

Zelf wil Van de Loo een nieuwe gentherapie voor artrose uitproberen op weefselstukjes. Voor deze aandoening bestaat nog geen adequate behandeling. Het bijzondere van de nieuwe gentherapie is volgens de hoofdonderzoeker dat deze alleen actief wordt op momenten dat de ontsteking opvlamt. ‘In het aangedane gewricht injecteren we een onschadelijk gemaakt virus. In dat virus hebben we een gen ingebouwd, dat codeert voor het eiwit interleukine-10 dat ontstekingen remt. Met deze aanpak proberen we de hoeveelheid van dit eiwit in het gewricht te verhogen. En omdat we ook een mechanisme hebben ingebouwd dat ervoor zorgt dat het gen alleen actief wordt afgelezen tijdens een ontsteking, werkt dit medicijn alleen dan wanneer het nodig is. Voorheen zouden we dit testen op proefdieren, nu willen we dat onderzoeken op humane weefselstukjes.’

Terugdringen dierproeven

Van de Loo hoopt met de invriesmethode een bijdrage te leveren aan vermindering van het aantal dierproeven. ‘Voorlopig beperken we ons tot synoviaal gewrichtsweefsel, maar in principe is deze techniek mogelijk voor elk type humaan weefsel. Dat moet uiteraard eerst worden onderzocht. Als dat lukt, kunnen we het gebruik van proefdieren verder terugdringen.’