Nieuwe mogelijkheden onderzoek hart- en vaatziekten met microscooptechniek

Onderzoekers van de afdeling Moleculaire Celbiologie van Sanquin hebben unieke microscoop-opnames van menselijke bloedvaten gemaakt. Ze brachten bloedvaten vanuit de binnenkant in beeld, dwars door de vaatwand heen. Hierdoor konden ze cellen en weefsels van het bloedvat in samenhang met elkaar onderzoeken. Deze voorstudie biedt nieuwe perspectieven om het ontstaan van hart- en vaatziekten te bestuderen en daarmee bij te dragen aan nieuwe behandelingsmogelijkheden. De wetenschappers publiceerden dit werk in een vaktijdschrift, waarbij een van de opnames de cover haalde.

Aders en slagaders

Aderverkalking, of atherosclerose, is eigenlijk een ziekte van de slagader (arteriën) dat begint met een beschadiging van de vaatwand. “Waarom zien we dit niet bij aders (venen)? Als we de verschillen tussen slagaders en aders zichtbaar kunnen maken, dan begrijpen we beter welke structuren een rol spelen bij atherosclerose,” vertelt groepsleiderStephan Huveneers. In het lab gekweekte slagader- en adercellen toonden geen uiterlijke verschillen, daarom hebben de onderzoekers intacte bloedvaten vergeleken. Ze bekeken slagaders, de bloedvaten die met grote kracht zuurstofrijk bloed vanaf het hart het lichaam in sturen, met aders, soepelere vaten waardoorheen het bloed met een lagere snelheid weer terug naar het hart stroomt.

Laserstralen

De wetenschappers prepareerden gezonde, menselijke bloedvaten uit chirurgisch restmateriaal en bekeken die met een geavanceerde microscoop, die het bloedvat met laserstralen laagje voor laagje in beeld brengt. Postdoctoraal onderzoeker Daphne van Geemen legt uit: “Stel, je wandelt de wand van een bloedvat binnen vanuit de kant waar normaal het bloed stroomt. Eerst kom je een enkele laag cellen tegen, die de vaatwand bekleedt: de endotheelcellen. De cellen zitten sterk aan elkaar gehecht, het bloedvat is waterdicht. Maar de cellen zitten ook vast aan de ondergrond, de volgende laag die we zien. Die bestaat uit verschillende soorten vezels. Elastische vezels en stugge vezels. Als laatste beland je bij verschillende lagen spiercellen, die wat slordiger gerangschikt zijn.”

Bijschrift toevoegen

De onderzoekers bekeken beide soorten bloedvaten met de microscoop en zagen in slagaders veel contactpunten tussen de endotheelcellen en de ondergrond. Die contactpunten bestaan uit grote eiwitcomplexen die dwars door de celwand heen steken. Ze verbinden dus de cellen met de ondergrond. Bij slagaders bestaat de ondergrond uit stijvere vezels dan bij aders. “Niet zo gek, als je je bedenkt met wat voor kracht er bloed doorheen stroomt”, stelt Huveneers. Aan de binnenkant van de cel zijn de contactpunten verbonden met het celskelet, dat bestaat uit flexibele, lange polymeren. De ondergrond trekt via de contactpunten aan het celskelet. “En hoe stijver de ondergrond, hoe groter de trekkracht. Bij gezonde cellen biedt het celskelet weerstand door zelf terug te trekken. Maar bij een extreem stijve ondergrond trekt het skelet te hard en ontstaat er een beetje ruimte tussen de cellen: het vat gaat lekken. Het begin van verschillende vaatziekten. Daarom wilden we ook het celskelet in beeld brengen”

Celskelet

Het skelet van slagaderlijke endotheelcellen bleek er door die grotere trekkrachten vanuit de ondergrond inderdaad anders uit te zien. “In endotheelcellen van slagaders ligt het skelet in de richting van de bloedstroom, verspreid over de hele cel, van contactpunt tot contactpunt. In aders, waar de ondergrond soepeler is, zagen we het skelet voornamelijk langs de randen van de endotheelcel. “De onderzoekers vonden diezelfde invloed van de ondergrond bij gekweekte endotheelcellen. Door te variëren met de stijfheid van de ondergrond in het kweekflesje kregen de cellen een ader- of slagader-uiterlijk.

Bij ouderdom en chronische ontsteking verliest de ondergrond zijn elasticiteit, waardoor vaatziekten ontstaan. Een kwart van de volwassen bevolking slikt daar medicijnen tegen. “In de vervolgstudie gaan we gezonde slagaders vergelijken met die uit ontstoken weefsel, waarbij we vooral de contactpunten en het celskelet nader zullen bekijken. We hopen zo meer inzicht te krijgen in het ontstaan van vaatziekten en bij te dragen aan de ontwikkeling van nieuwe behandelingsmogelijkheden,” besluit van Geemen.

Publicatie: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/25012130

eerder verschenen als persbericht op

http://www.sanquin.nl/actueel/bloedonderzoek/nieuwe-mogelijkheden-onderzoek-hart-en-vaatziekten-met-microscooptechniek/

en: http://www.sanquin.nl/over-sanquin/pers/persberichten/nieuwe-mogelijkheden-onderzoek-hart-en-vaatziekten-met-microscooptechniek/