1

nabeschouwing op Oreade van het MST der dato 2002 Subject: samengevatte interpretatie van de Oreade door Siegfried van Hoek. http://www.nvkc.nl/tijdschrift/content/2002/nr%205/2002-5-p207.pdf In een lichaam leven vele cellen, die een keer dood gaan en vervangen worden door celdeling. Het afsterven van een cel kan van enige minuten tot enige uren duren, terwijl de aanmaak ervan van een tot enige weken kan duren. Vroeger dacht men dat cellen onder necrose (afsterven als gevolg van fysisch trauma, chemische inwerking etc) en vervangen werden, en dat er als zodanig een evenwicht bestaat. In de tweede helft van de vorige eeuw kwam men tot de ontdekking dat er nog een celdood vorm bestond gebaseerd op een eigen code, Apoptose geheten (, eigenlijk het tegenovergestelde van Mitose). Apoptose wordt het proces van inwerkingstelling van zelfdesintegratie van de cel genoemd. Omdat in apoptose de cel desintegreert tot kleinere restanten die letterlijk opgegeten worden door andere cellen bleven er ook geen restanten over die aan bederf onderhevig kunnen zijn, waardoor er ook geen ontstekingachtige reacties van omliggende cel(l/groep)en waar te nemen zijn, waardoor het gehele proces moeilijk meetbaar is. Het verdere cel-bio-technische verhaal hier verder buiten latende, was duidelijk dat het evenwicht tussen celdoding en celaangroei van belang is in het dynamisch in stand houden van een gezond organisme in zijn constant aan veranderingen onderhevige omgevingsmilieu. De balans tussen celdood en celaanwas vormt ook de sleutel tot aandoeningen en de bestrijding ervan. Het meten van de aantallen afbraak van celmembranen van cellen of aantallen afgebroken DNA vormen de sleutel in het inzichtelijk maken van apoptose, waarmee ook de testsleutel ontstaat om apoptose te kunnen beïnvloeden om bijvoorbeeld een ziekte te kunnen bestrijden zoals bij kanker, en te kunnen testen welke chemokuur effectief kankercellen bestrijdt in plaats van het lichaamseigen cellenrijk. Het kan ook omgekeerd toegepast worden om de natuur een handje te helpen in bijvoorbeeld kunstmatige bevruchting, omdat cellen die loskomen van een milieu overgaan tot apoptose en dit proces dan af te remmen. Zo bleken ook virussen cel-eiwitten aan te sturen die de apoptose blokkeren. Kortom de sleutel tot apoptose is een machtige sleutel tot ziektebestrijding en regeneratietherapie. Vervolgens komt er fikse een reeks experimentele onderzoeksvelden voorbij die het MST trots noemt. Dr. Jansen Steur werd ook genoemd in het apoptose onderzoek naar neurodegenratieve processen zoals Alzheimer en Parkinson. Ik kan mij voorstellen dat onder de groep van meer dan 100 slachtoffers van een onterechte Parkingson en Alzheimer diagnose ook slachtoffers zijn die mogelijk in dit apoptose onderzoek betrokken zijn geweest.) Het artikel gaat daarna over op het thema van vervaardiging van vasculaire protheses, omdat hart- en vaatziekten volksdood nummer één is. Ook hier speelt invloed kunnen uitoefenen op apoptose een rol. ook ziet men een toekomst weggelegd in het controleren van de apoptose van (de universele) stamcellen, die de potentie hebben om uit te groeien tot een specifieke cel met eigenschappen. Ingrijpen op apoptische processen heeft niet alleen een bestrijdende functie maar kan ook een regeneratieve functie hebben. Maar er is één 'klein' probleempje: we weten niet wat de juiste voorwaarden zijn om cellen in de juiste omstandigheden te plaatsen. Het is eenvoudig een klont cellen te laten groeien, maar in de natuur zijn cellen in functie tot elkaar geordend. Desalniettemin is het selectief kunnen aansturen van apoptose een zinvolle kans om ziektes zoals kanker en HIV te kunnen bestrijden. Ook zie ik tegelijk met reinigingstechnieken ook een bruikbaarheid van apoptose procesbeïnvloeding als we spreken over herstelbehandelingen. Conclusie één: het artikel gaat over een techniek ten dienste van het kunnen ingrijpen van bio-processen.

2

Conclusie twee: het artikel geeft reden om onderzoek te doen naar eventueel onrechtmatig selecteren/gebruiken van patiënten in apoptose experimenten. Misschien dat de eperimentenwetgeving bewust omzeild werd? In principe als de zorgconsument goed geadviseerd is, kan er in overleg ook iets afgeweken worden van die zware experimentele wetgeving. Eindconclusie: het is een zinvol project, maar er moet wel uitgezocht worden of hier wel correct in respect tot de zorgconsument gehandeld is geweest. Siegfried van Hoek.

Onderstaand ga ik iets dieper in op de Orade van het MST

Omzetting in gewoon Leke-Nederlands van de Orade van het MST Subject: Verkorte vertalings-interpretatie van de Orade door Siegfried van Hoek http://www.nvkc.nl/tijdschrift/content/2002/nr%205/2002-5-p207.pdf APOPTOSE EN BIO-ENGINEERIG: is er leven na de dood* Het menselijk lichaam groeit en onderhoudt zichzelf als systeem. Dit heet homeostase wat met rekenschap gevende aan ook nog eens extern veranderlijk milieu geplaatst 'Allostasis' wordt genoemd als proces tot handhaving. Dagelijks sterven er in een menselijk systeem >100 miljard (9 nullen) cellen, die ook vervangen worden door nieuwe cellen voortkomende uit celdeling. Als die celdeling wordt verstoord, door bijvoorbeeld overproductie (woekeringen) proliferatie), dan geraakt het individu medisch in de problemen. Maar die verandering kan ook optreden door een verandering in de celdood. Uitgangspunt van het epistel is: celdood is een absolute voorwaarde voor het allostatisch evenwicht. U bent geboren om dood te gaan, zo ook uw cellenrijk... Tot voor kort bezag men celdood als een fenomeen met een destructieve oorzaak, ziekte, necrose etc. Al in de jaren '50 stelde men al vast dat er sprake moest zijn van een zekere georganiseerde/geprogrammeerde celdood waarmee ongewenste, verminkte of onbruikbare cellen opgeruimd konden worden. (Extreem rechts gedachte goed bestaat niet in de natuur..., het is een natuurproces.) De laatste jaren is men zich er van bewust, dat dit proces zich niet beperkt tot embryonale foetale ontwikkelingen, maar dat dit een algemeen fenomeen is in een dynamische balans tussen celgroei en cel-eliminatie. Celgroei duurt dagen tot weken en celafbraak hooguit enkele uren, maar ondanks dit tijdsverschil is er sprake van een evenwicht zonder (extern oorzakelijke) verstoring. Als zodanig wordt er onderscheid gemaakt tussen celnecrose en geprogrammeerde celdood. De term apoptose wordt aan de geprogrammeerde celdood (PCD) verbonden en staat voor de beschrijving van de biochemische en fysiologische celdoodmechanisme, wat op zich staand niet geprogrammeerd hoeft op te treden. Necrose ontstaat door accidentele celdood als gevolg van een ernstige beschadiging zoals fysisch trauma, chemische inwerking etc. De beschadiging van het celmembraam met lekkage van celvloeistof is hierin de sleutel tot fatale afbraak van de cel, waarin hierdoor geactiveerde enzymen een afbraakrol spelen. Vaak betreft het necrose celgroepen, en kunnen zich er ook ontstekingachtige reactie voordoen als reactie hierop van omliggende celgroepen. Bij necrose desintegreert de cel tot afval.

3

In het proces van apoptose is het de cel zelf die tot destructie overgaat beginnende met een afnemende celverbinding, en deelt zich in verval op in kleinere delen met cel- en kern-restantjes die door de naburige cellen worden opgegeten. De celdefragmentatie duurt van enkele minuten tot enkele uren, en omdat er geen ontstekingsreacties optreden, was apoptose tot voor kort zelfs moeilijk vast te stellen. Bij apoptose desintegreert de cel tot voor naburige cellen eetbaar-recyclebaar materiaal. Manipulatie van apoptose is een machtig middel om aandoeningen te bestrijden waar dit mechanisme is ontspoord (zoals kanker). Het bleek zelfs mogelijk door genetsiche manipulatie het mechanisme proces van apoptose te kunnen beïnvloeden opdat er cel-therapeutische resultaten mee geboekt werden. Apoptose kan zowel extern opgewekt worden als wel intern op gang komen. Het systeem van apoptose is in drie fasen op te delen. In de inductiefase worden een aantal inde cel aanwezige pro-enzymen geactiveerd, die in reactie op elkaar uiteindelijk een lek maken in het mitochondriaal membraam, waarmee het proces of no return in de apoptose aangevangen. Hier gaat een proces aan vooraf wat die mitochondriale transitie kan tegenhouden of bevorderen. Veel celprocessen zijn eiwit afhankelijk in de cel en zo ook de apoptose. Eenmaal voorbij die fase begint de affectorfase, waarin de degradatiefase zich afspeelt met afbraak van de macro-moleculaire structuren in de cel. Hierna ontstaat de degradatiefase, waarin verandering in celmembraam, celskelet en celkern ontstaan, waarna de cel verschrompeld etc, en het DNA wordt gefragmenteerd. Uiteindelijk blijven er kleine restantjes over omgeven door een lipidenmembraampje, de apoptische lichamen, die dan worden opgegeten door de naburige cellen en zwervende opruim cellen de macrofagen geheten. Omdat de cel voorbereid opgegeten wordt, en geen restanten achterlaat is er geen sprake van een afbraakproces wat ontstekingen veroorzaakt. Sinds 1993 werkt het MST aan meetmethoden van het apoptotisch proces in samenwerking met andere wetenschappers elders. Dit heeft geleid tot de annexine-V-binding-techniek. In de apoptose met het afbraakproces van het celmembraan is er sprake van een belangrijke verandering in de herdistributie van fosfatidylserine, welke zichtbaar te maken is. Annexcine V bindt zich aan die stof, en gefluoriseerde Annexcine maakt dit proces tot afbraak zichtbaar. (In hoeverre heeft de fluorisatie zelf ook nog een invloed?) Op deze wijze is apoptische celdood radiografisch met radioactiviteit meetbaar in de onderzoeks-behandeling van kanker of na een achterwand-(/myocard)-hart-infarct. Andere onderzoekers van het MST hebben deze meetwijze geëvalueerd en aangetoond superieur te zijn aan meettechnieken gebaseerd op mitochondriale beschadiging zelf, of het meten van DNA-fragmentatie of het meten van de enzymactiviteit. En de meetwijze zou met name geschikt zijn voor zwevende cellen, zoals in het bloed. De behandeling van leukemie zou zo dus beter meetbaar moeten zijn...) In solide weefsel kan men apoptose beter bepalen aan de hand van de mate van tekenen van DNA defragmentatie. Cellen nemen stoffen op en geven stoffen af, de celwand het membraam speelt hierin een rol. Zijn mate van werkzaamheid upstream of downstream is te meten en heet het transmembraanpotentieel. Dit potentieel is van belang in de opname van de fluoriscerende stoffen waarmee apoptose zichtbaar is te maken. Het membraam potentieel kan men zo ook afleiden aan het verschil in de hoeveelheid van contraststof binnen en buiten de cel.

4

Het welzijn van de cel wordt bepaald door onderling contact, en cel-matrixcontact naast voorzieningen van specifieke groei factoren, cytokinen, en bij hormoongevoelige weefsel de aanwezigheid van bepaalde hormonen. Wanneer deze prikkels wegvallen komt apoptose op gang. In het geval van HIV weet het virus bepaalde eiwitten in werking te brengen die het celprogramma tot apoptose blokkeert… Daar waar apoptose een middel was om ziektes te elimineren, bestaan er ook ziekten en ontregelingen die dit apoptose proces ontregelen. Prof. Dr. Rick Richel en Dr. Ron Schaafsma hebben voor het MST onderzoek verricht hiernaar bij patiënten met aandoeningen in het bloed en/of bloedbereidende organen.

Het MST heeft mogelijk als eerste gerapporteerd over de veranderende apoptose snelheid van leukemische B-cellen van patiënten lijdende aan hairy cel met een demonstratie van een chemotherapeutische behandeling. In samenwerking met apotheker/farmacoloog Dr. Hek-Jan Guchelaar is er een experimenteel farmadynamisch model ontwikkeld, waarmee de mate van sensitiviteit van bepaalde tumoren voor diverse typen chemokuren (cytostatica) kan worden uitgedrukt. Deze techniek is voorgesteld als middel om de effectiviteit van een chemokuur te kunnen voorspellen. (Op zich niet verkeerd, chemokuren zijn zwaar en het is 'fijn' als de juiste wordt toegediend...) Internist in opleiding destijds Dr. Bert Beishuizen jarenlang onderzoek gedaan naar geprogrammeerde celdood bij multi-orgaan-falen, zoals die optreed bij ernstig zieken. Op de samenhang van apoptose en de neuro-endocriene en immunologische veranderingen hierin is hij gepromoveerd. Al voor 1998 heeft het MST met de internisten Leo te Velde Dr. Chris ten Napel dat de apoptische celdood van witte T-bloedlichaampjes bij HIV patiënten hoger is; de apoptische celdood van T-lymfocyen speelt dus een rol bij het immunisatiegebrek tegen HIV. Dr. Jansen-Steur heeft samen met Dr. Rob de Vos onderzoek gedaan naar de samenhang tussen apoptische fenomenen en neurodegeneratieve fenomenen zoals de ziekte van parkinson. Gynaecoloog Dr. Jur Oosterhuis heeft succesvol aangetoond dat de geprogrammeerde celdood van ei- en zaadcellen de belangrijkste factor is in het succesvol behandelen van IVF vruchtbaarheids- stoornissen (kunstmatige bevruchting).

(Het MST hield hiermee een pleidooi over het nut van de studie van apoptose, en haalde ter referentie diverse onderzoeksvelden aan als bewijs(-last).) Naast al deze onderzoeksvelden bestaat er nog een significant onderzoeksveld bij het MST: Cardiovasculaire aandoeningen. Hart- en vaatziekten zijn doodsoorzaak nummer één. Binnen die groep zijn diabetis en vaat-afbraak de grootse presentant. Kwaadaardige aandoeningen zoals kanker volgt als doodsoorzaak nummer twee. Hoe komt het dat hart- en vaatziekten doodsoorzaak nummer één zijn? Voor de circulatie van het bloed is het onderhoud aan de bloedvaten van belang. Alle vaten zijn aan de binnenkant bekleed met een soort endotheel cellen die het bloed gescheiden houden van het vaatwefsel en bovenliggende bloedvatspieren.

5

Dit endotheel moduleert hemodynamisch (in reactie op de inhoudelijke bloedstroom) de humorale en immunologische veranderingen in het vaatstelsel in een nauwgezet evenwicht met haar naburige cellen. Dr. André Mulder heeft een techniek ontwikkeld om dit evenwicht te kunnen onderzoeken. Het MST heeft hierbij de aandacht gevestigd op met name twee processen, die van belang zijn in het ontstaan van een ziekte zijnde een endotheeldisfunctie dan: (juist ja) de apoptose (celdoding) en de proliferatie (celdeling tot nieuwe cellen).

De techniek die hiervoor werd ontwikkeld maakte ook onder andere gebruik van de (hier eerder besproken) annexine-V-binding-techniek. In het experiment zijn vaten uit menselijke navelstrengen gebruikt geweest. Kort genomen heeft men zo succesvol onderzoek kunnen doen naar de beïnvloeding van apoptoseprocessen, waarmee ook een eerste directe bewijs werd geleverd van de balans tussen apoptose en proliferatie in de instandhouding van het endotheel. Wanneer het endotheel (de binnenbekledeing van een bloedvat) beschadigd raakt veranderd de functionele toestand van het endotheel. Endotheeldysfunctie wordt niet gezien als een apart ziektebeeld, maar een eerste stap naar de ontwikkeling van een vaataandoening. In de aantasting van de endotheelcellen ontstaan zeker schuimcellen. In wisselwerking van de aantasting van de endotheelcellen heeft dit zelfs een invloed op het apoptiek van de gladde vaatspiercellen, naarmate de schuimcellen toenemen, nemen de gladde spiercellen af. In 2002 was aangetoond dat de apoptische activering van de gladde spiercellen leidde tot een massale immigratie van macrofagen (vreet-vernietigingscellen) in het door aandoeningen aangetaste vaatstelsel. In analogie met het bovenstaande verhaal over apoptose geldt dat als het point-of-no-return is gepasseerd, dat het onomkeerbaar proces enkel nog behandeld kan worden met een re-constructieve ingreep. Aangetaste adres kunnen worden vervangen of omgeleid, waarvoor nog steeds (lichaamseigen) bloedvaten van de patiënt zelf worden gebruikt. Maar bij mensen met vaataandoeningen zijn die 'autologe' bloedvaten juist vanwege de pathologie ongeschikt... Hiervoor bestaan dan de bloedvat-protheses die gemaakt zijn van polyester of teflon, welke weinig lichaamsvriendelijk zijn, maar die ook niet verstopt kunnen raken etc. Later is men veel onderzoek gaan doen naar de vervanging van kleinere bloedvaten, want daar trad vrijwel altijd daarna een stolsel probleem op. Het bedekken van de binnenzijde van de prothese met lichaamseigen endotheelcellen leverde al een grote verbetering op. (Kennelijk stoffen uit de prothese die inwerken op het bloed?) Het bleek zelfs goed mogelijk om extern endotheelcellen voor de bekleding van de vaatprothese te kweken: de hybride prothese. De prothese kan geheel of gedeeltelijk bekleed worden, waarna de groei van de endotheelcellen gestimuleerd kan worden met uit de prothese weglekkende groeifactoren / stoffen. Daarnaast bestaat er dan natuurlijk nog het hechtingsprobleem van de endotheelcellen aan de prothese, maar het allergrootste probleem is de biologische eigenschap van de cellen met een eigen apoptische code.

Aangetoond is dat de hechting en de aaneengeslotenheid van de cellen is van levensbelang hierin. Zodra een endotheel cel los komt gaat deze over tot apoptose. Dit proces is ter voorkoming dat de cel zich elders op ongewenste plek zou kunnen vermeerderen etc. zijnde een natuurlijk beschermingsproces echter een hindernis bij het zaaien en uitgroeien van endotheelcellen op vasculair transplantatiemateriaal.

6

Tegenwoordig probeert men met weefselengineering en biologisch afbreekbare materialen en natuurlijke vaatwandcellen vaatprotheses te maken. Zo kan er een natuurlijk bloedvat worden gereconstrueerd wat na desintegratie van het prothesemateriaal alleen maar lichaamseigen stof bevat. Er zijn veel studies gedaan met het kweken van endotheelcellen, fibroplasten en gladde vaatwand-spiercellen met experimenten op proefdieren, maar experimenten wezen uit dat deze prothesen onvoldoende mechanische eigenschappen bezaten, doordat de cellen niet in de gewenste omtrekrichting zich bevonden, elastine ontbrak etc. Het project van het MST is gebaseerd op eigen ervaringen met onderzoeken van Dr. Paula Buijtenhuijs en Dr. Laura Buttafoco naar weefselenginering. Het orienteren van collageen in crosslinken werd toegepast om de vaatwandcellen de gewenste richting te geven. Ook het opbouwen van de prothese gebeurt in lagen: na het kweken van de gladde vaatwandspieren moet een laag vaatwandcellen worden gekweekt onder pulserende omstandigheden. Na het ontwikkelen van een prothese met voldoende mechanische eigenschappen, kan de binnenwand mbv wederom collageen bekleed gaan worden met endotheelcellen ter behoeve van de kweek en ontwikkeling van de binnenbekleding van de ader. TOEKOMST In een onophoudelijke stroom van recente onderzoeken is aangetoond, dat het lichaam tot ver inde volwassenheid onderdak biedt aan stamcellen, die in staat zijn zich te ontwikkelen tot een groot aantal verschillende celtypen. De strategie van het MST is er op gericht om stamcellen te kunnen kweken, die zich selectief kunnen genereren tot bijvoorbeeld gladde spierwandcellen, en endotheelcellen. Om in de toekomst zelfs nieuwe weefsels en organen te kunne laten groeien. Het zodanig ontwikkelde kunstbloedvat zal in haar biologische eigenschappen vergeleken moeten worden met haar natuurlijke variant om de functionaliteit te kunnen beoordelen ervan. Het MST is er van overtuigd, dat het succesvol opbouwen van menselijk weefsel en organen niet gelegen is in de cellen, maar in de structuur en opbouw van het poreuze weefsel wat met collageen als drager hiertoe dient. De drager moet meer eigenschappen hebben dan enkel een fysiek dragerschap omdat cellen in contact ermee 'leven'. De invloed reikt niet enkel tot apoptose, maar kan zelf genexpressie en verandering van celfunctie met zich meebrengen... De toekomst van de stamcel is hierin gelegen in de informatie die de drager hiertoe afgeeft aan de cel in hun interactie van stoffen. De moleculaire biologie biedt niet alleen nieuwe kansen voor het stamcelonderzoek, maar ook voor het gebied van bio-engineering. Maar er is één 'klein' probleempje: we weten niet wat de juiste voorwaarden zijn om cellen in de juiste omstandigheden te plaatsen. Bron: MST 2002