Samenvatting onderzoeksactiviteiten 2014 1

MRF donateurs - Samenvatting onderzoeksactiviteiten 2014
1
Onderzoeksactiviteiten 2014
In 2014 zijn twee projectaanvragen aan Dr. Marieke Bruinsma, wetenschappelijk onderzoeker bij het NIIOS,
toegekend door MRF; (1) Endotheelcelkweek; van in vitro onderzoek naar klinische toepassing, en (2)
Immuunhistochemie en ultrastructuur analyse van post-mortem DMEK ogen.
Endotheelcelkweek; van in vitro onderzoek naar klinische toepassing
De endotheelcellen zijn zeer belangrijk voor het transparant houden van het hoornvlies en aantasting van deze
cellen door een ziekte als Fuchs endotheel dystrofie leidt tot verlies van het gezichtsvermogen. De enige
therapie hiervoor is een hoornvliestransplantatie, in onze kliniek uitgevoerd als de lamellaire
hoornvliestransplantatietechniek DMEK, waarbij alleen het aangetaste endotheel en membraan van Descemet
vervangen worden. Hoewel door het ontwikkelen van lamellaire hoornvliestransplantaties het beschikbare
donorweefsel efficiënter kan worden gebruikt, is er nog altijd een tekort aan donorweefsel. Tot voor kort dacht
men dat endotheelcellen uit het hoornvlies niet in staat waren om zich te vermenigvuldigen. Recentelijk zijn er
echter wetenschappelijke publicaties verschenen die hebben aangetoond dat hoornvlies endotheelcellen wel
degelijk in staat zijn tot celdeling onder laboratorium omstandigheden. Deze recente inzichten openen nieuwe
mogelijkheden voor onderzoek; kunnen we gekweekte endotheelcellen inzetten om het tekort aan
donorweefsel aan te pakken (1 donor kan dan immers gebruikt worden voor meerdere patiënten) en de
huidige hoornvliestransplantatietechnieken nog verder te verbeteren? Om de deze vragen te beantwoorden
zijn we met behulp van de toegekende subsidie van MRF in 2014 begonnen een celkweek systeem op te zetten
die het kweken van cellen uit het hoornvlies mogelijk maakt (Figuur 1). Hiervoor gebruiken we afgekeurd donor
weefsel (dat wil zeggen weefsel dat niet goed genoeg bevonden is voor transplantatie). Het lastige hierbij is,
dat er niet veel weefsel beschikbaar is voor onderzoek. Het opzetten van deze kweken kost dus veel tijd!
Figuur 1. Foto van gekweekte hoornvlies endotheelcellen.
Immuunhistochemie en ultrastructuur analyse van post-mortem DMEK ogen
Hoornvliezen die DMEK hebben ondergaan lijken “normaal”: hun natuurlijke anatomie wordt hersteld, vaak
met optimale visuele resultaten. Dit is echter niet altijd het geval. Het losliggen van het transplantaat is één van
de belangrijkste complicaties na DMEK. Tot nu toe is het onbekend hoe het DMEK transplantaat zich hecht aan
het weefsel van de patiënt. Door dit te onderzoeken kunnen we nieuwe strategieën bedenken die het hechten
van het DMEK-transplantaat bevorderen. Om dit onderzoek uit te voeren hebben we post-mortem weefsel
nodig van mensen die een DMEK hebben ondergaan. Tot nu toe hebben we van twee patiënten van de Melles
Hoornvlies kliniek weefsel ontvangen na hun overlijden.
Met immuunhistochemie kunnen we kijken naar adhesiemoleculen die tot expressie komen tussen het DM en
het stroma (Figuur 2). Adhesiemoleculen werken als een soort “lijm” tussen het DM en het stroma, dus de aanof afwezigheid van deze moleculen kan ons iets vertellen over hoe sterk de “lijmlaag” na DMEK is en of dit
wezenlijk verschilt van ongeopereerde ogen. We zijn nu bezig deze techniek voor ons laboratorium te
ontwikkelen.
Figuur 2. De aankleuring van een adhesiemolecuul (Fibulin-2) in een
vriescoupe van een DMEK-hoornvlies. Let op dat het membraan van
Descemet los ligt van de rest van de coupe (witte pijl), maar positief (fel
groen) is voor dit adhesiemolecuul. De foto is 4x vergroot.
MRF donateurs - Samenvatting onderzoeksactiviteiten 2014
2
Met transmissie elektronenmicroscopie kunnen we onderzoeken of andere structuren dan adhesiemoleculen,
een rol spelen bij de aanhechting van een DMEK-transplantaat. Hier hebben we al enige ervaring mee. In het
DMEK hoornvlies van een overleden patiënt hebben we aangetoond dat in het centrum van het hoornvlies, de
aanhechting van een DMEK-transplantaat aan het stroma lijkt op de aanhechting van een DM aan het stroma in
een normaal oog (Figuur 3). Dit hebben we nu echter in 1 oog aangetoond en om deze resultaten te bevestigen
is meer onderzoek nodig.
Figuur 3. Transmissie elektronenmicroscopie op het grensvlak tussen het DMEK-transplantaat en het stroma van een patiënt twee jaar na
DMEK (A) en een normaal oog (B). (A) Let op de nauwe bevestiging het donor transplantaat (ABL) aan het weefsel (ST) van de patiënt, en
de projectie van stromale collageenvezels in het transplantaat (pijlen). De ultrastructuur van het grensvlak tussen het DMEK transplantaat
en het stroma van de patiënt (A) is nauwelijks te onderscheiden van de ultrastructuur in een normaal oog (B). IFM = interfacial matrix, ST =
stroma host; ABL= anterior banded layer van DM; De pijlen wijzen naar collageenvezels. (Bar=500 nm = 7000x vergroot. (Livny E, Parker JS,
van der Kaaij M, Haasdijk ED, van der Wees J, Bruinsma M, Melles GR. Postmortem ultrastructural analysis of a cornea transplanted with
Descemet membrane endothelial keratoplasty. Cornea 2014;33:790-794)
Nawoord van het NIIOS R&D team
Zoals u gelezen heeft is er nog veel onderzoek te verrichten naar de hechtingseigenschappen van het
transplantaat en naar hoe we gekweekte endotheelcellen kunnen gebruiken om de huidige
transplantatietechnieken verder te verbeteren en verfijnen. Hiervoor hebben we de komende jaren zeker geld
nodig dus uw donatie wordt zeer op prijs gesteld! Hartelijk dank voor uw bijdrage in het afgelopen jaar en
wellicht in de toekomst!
V.l.n.r. Dr. Hans Frank, Dr. Laurence Frank, Dr. Lisanne
Ham, Dr. Marieke Bruinsma, Drs. Claire Monnereau,
Dr. Gerrit Melles en Dr. Silke Oellerich, PDEng.
Niet op de foto: Alina Miron, Dr. Vincent Bourgonje.