In Situ Tissue Engineering of Vascular Access Grafts
Doel en resultaten van het onderzoek
Doel van dit project was om een synthetisch bloedvat te ontwikkelen voor vaattoegang. Zo’n kunststof buisje kan geïmplanteerd worden als vaattoegang bij nierpatiënten die hemodialyse nodig hebben. Nierpatiënten hebben zo’n toegang nodig om te kunnen dialyseren. Traditioneel gebeurt dat door een slagader en een ader te verbinden en op die locatie te prikken, wat helaas vaak tot complicaties leidt. Het alternatief is het plaatsen van een buisje van een teflonachtig materiaal. Dat heeft echter als nadeel dat deze buisjes echter regelmatig na verloop van tijd dicht slibben, en leiden relatief vaak tot infecties. Het ontwikkelde buisje wordt in de loop der tijd afgebroken doordat er lichaamseigen cellen in groeien en een lichaamseigen weefsel vormen. Dit zal leiden tot minder complicaties.
Dankers: “Ons idee was een afbreekbaar buisje te ontwikkelen, waardoor de patiënt uiteindelijk geen synthetisch materiaal in het lichaam heeft en daardoor beter gedialyseerd kan worden. Dat hebben we met verschillende onderzoeksgroepen op de Technische Universiteit Eindhoven samen gedaan. Zoals mijn groep, die werkt aan nieuwe materialen door gebruik te maken van nieuwe chemie. Maar ook een groep die onderzoek doet naar het verwerken van bijvoorbeeld onze materialen, in buisjes en hartkleppen om uiteindelijk weefselregeneratie aan te zetten.”
Andere partners waren onderzoekers op het UMC Utrecht, die werkten aan het implanteren van dit soort buisjes in diermodellen, zowel gezond als ziek. Op die manier onderzoeken ze of nierpatiënten op dezelfde manier nieuw weefsel kunnen vormen als gezonde patiënten.
Ook het bedrijf Xeltis, van origine een spin-off bedrijf van de TU Eindhoven, was betrokken. Dankers: “Xeltis maakt bioresorbeerbare kleppen en bloedvaten gebaseerd op de chemie die door ons ontwikkeld is. Inmiddels zijn ze klaar om een klinische studie te doen, met als uiteindelijk doel het materiaal op de markt te brengen. We hebben door die samenwerking tussen academische partners en het bedrijf succesvolle stappen kunnen zetten.”
Patricia Dankers
Patricia Dankers is projectleider van één van de LSH2Treat projecten en hoogleraar Biomedische Materialen op de afdeling Biomedical Engineering aan de Technische Universiteit Eindhoven.
Ze heeft scheikunde gestudeerd aan de Radboud Universiteit Nijmegen waar ze is gespecialiseerd in bio- en organische chemie. In 2006 heeft ze haar eerste PhD verdedigd over supramoleculaire bioactieve biomaterialen. In 2013 verdedigde ze haar tweede PhD onderzoek naar regeneratieve medicijnen voor de nier aan de Universiteit van Groningen.
Wat was er zo succesvol?
Dankers: “We hebben eigenlijk alles bereikt wat we hadden beloofd en dat is bij veel projecten niet het geval. Het heeft ermee te maken dat dit allemaal partners zijn die elkaar al kenden uit andere projecten. De tijd die je normaal nodig hebt om elkaar te leren kennen, was hier niet nodig. Daarom konden we translationeel en fundamenteel onderzoek naast elkaar laten lopen zodat we van elkaar konden leren. Een promovendus in mijn groep heeft bijvoorbeeld fundamenteel onderzoek gedaan naar het maken van een materiaal met anti-thrombogene eigenschappen op basis van een enzymreactie. Dat was nieuw en leert je hoe je nieuwe materialen kunt ontwikkelen."
Welke invloed zou het product kunnen hebben op de kosten of de kwaliteit van de zorg?
Dankers: "Dat is een moeilijke vraag voor een wetenschapper en eigenlijk meer iets voor de Nierstichting, die ook bij het project betrokken was. Helaas zijn deze complexe materialen nog niet per direct toepasbaar. Maar ik kan me voorstellen dat als dit product wordt gebruikt en niet langer die teflon buisjes, minder operaties nodig zijn waardoor patiënten langer gezond blijven. Dat betekent een kostenreductie waarbij ook de kwaliteit van leven omhoog gaat."
Bij een project als dit kun je op hoogstaand niveau fundamenteel onderzoek doen en toch een bedrijf richting een product brengen. Dat is volgens mij echt uniek!
Hoe beviel het subsidieproces met ZonMw?
Dankers beschrijft de samenwerking met ZonMw als prettig en flexibel. Het jaarlijkse gesprek met de boordelingscommissie bood de gelegenheid voor een toelichting op het lopende fundamenteel en translationeel onderzoek. We konden de ontwikkeling van nieuwe materialen laten zien en bespreken waarmee de betrokken promovendi precies bezig waren. De reactie van de commissie ervoer Dankers als enthousiast. Ze prijst de prettige wisselwerking tussen de commissie en haar team en de bruikbare feedback over bijvoorbeeld hoe bloedcompatibiliteit gemeten kon worden en andere punten die nog aandacht verdienden.
Dankers: “In veel van dit soort projecten zie je dat er teveel wordt gehamerd op mijlpalen die je eigenlijk niet kunt behalen, en dat het project daardoor wetenschappelijk niet vooruit komt maar ook product-technisch niets oplevert. Dan heb je eigenlijk net niets. Het is beter dat er ruimte is om fundamenteel en translationeel onderzoek naast elkaar te laten lopen; zonder dit te mengen. Dat heeft ZonMw voor ons heel goed gedaan en dat is echt niet in alle projecten het geval.”
Tips voor potentiële aanvragers van subsidies?
Als het gaat om een project waarbij een bedrijf betrokken is, zorg er dan voor dat je werkt met mensen die je al een beetje kent en kunt vertrouwen om er samen de schouders onder te zetten. Niet zomaar mensen bij elkaar zetten om de bijdrage van universiteiten te kunnen afvinken, vindt Dankers: “Geef ruimte aan fundamenteel onderzoek maar laat ook onderzoek naar toepasbaarheid doorlopen. Dan kun je van elkaar leren. Het bedrijf kan dan goed bijdragen en de lessen die je leert in het project helpen het bedrijf dan weer. Voor ons heeft dat heel goed uitgepakt.”
Nog iets toe te voegen?
“Goed om te zeggen dat de zes promovendi die hieraan gewerkt hebben, het heel goed hebben gedaan. Drie hebben er inmiddels prachtige proefschriften afgeleverd, waaronder één cum laude promotie. Binnen het kader van een project als dit kun je op hoogstaand niveau fundamenteel onderzoek doen en toch een bedrijf richting een product brengen; dat is volgens mij echt uniek!”
Publiekssamenvatting
Het doel van het InSiTeVx project was om een synthetisch bloedvat te ontwikkelen voor vaattoegang. Dit synthetische bloedvat zou moeten afbreken in het lichaam waarna een autoloog, lichaamseigen bloedvat gevormd zou moeten zijn. Om dit te bereiken hebben de onderzoekers in het InSiTeVx project materialen ontwikkeld met verschillende functionaliteiten. Deze functionaliteiten zijn zo ontworpen dat ze als additieven toegevoegd kunnen worden aan het synthetische materiaal.
Bioactieve peptiden zijn geïntroduceerd om specifieke cellen aan te trekken, en anti-thrombogene moleculen zijn toegevoegd om bloedstolsels tegen te gaan. De synthetische bloedvaten zijn gemaakt met behulp van een electrospinning verwerkingstechniek. Op deze manier worden er poreuze buisjes gemaakt. Deze synthetische bloedvat buisjes zijn geëvalueerd in preklinische modellen om het bewijs in het lichaam te leveren. Gezonde en zieke diermodellen zijn gebruikt om deze buisjes in te onderzoeken.
De onderzoekers hebben laten zien dat het relevant is deze experimenten ook in een preklinische ziektemodel uit te voeren. In de toekomst is de verwachting dat de fundamentele kennis en translationele kunde ontwikkeld in dit project zal leiden tot synthetische bloedvaten die in de tijd afbreken, en zorgen voor een autologe vaattoegang voor patiënten aan hemodialyse.