Skelet en regeneratieve geneeskunde

Bot is levend weefsel dat continu wordt afgebroken en weer opgebouwd. Soms gaat dat mis. Bij osteoporose (botontkalking) is de balans tussen op- en afbouw verstoord, waardoor botten poreus en kwetsbaar worden. Door het gebrek aan stevigheid breken de botten veel sneller en herstellen ze veel langzamer. Met name breuken van de heup en de wervels kunnen verstrekkende gevolgen hebben voor met name ouderen. Ook de zeldzame erfelijke ziekte osteogenesis imperfecta (OI) wordt gekenmerkt door broze botten. Patiënten met ernstige OI worden gedurende hun hele leven getroffen door herhaalde, meervoudige breuken, aanzienlijke pijn en lichamelijke beperkingen.

Een kwaadaardige bottumor (sarcoom) is een zeer zeldzame botaandoening: jaarlijks krijgen ongeveer 200 Nederlanders deze vorm van kanker. Slechts vier centra in Nederland behandelen deze zeldzame tumoren en daarvan is het LUMC de grootste.

Artrose is niet één ziekte, maar een complexe aandoening die verschillende vormen kent, waarbij de gewrichten worden aangetast. Dit leidt tot pijn en maakt bewegen moeilijk. Verschillende ziektemechanismen spelen een rol bij het ontstaan van artrose en eraan gerelateerde ziekteverschijnselen. Dit is waarschijnlijk ook de reden dat de behandeling van artrose nu zo beperkt is.

Bij patiënten met een kwaadaardige bottumor (botsarcoom) wordt soms operatief het bot verwijderd waarin de tumor zit. Om het uitgenomen bot te reconstrueren, maken specialisten gebruik van patiënt-specifieke 3D-geprinte protheses. Deze prothese wordt voor elke patiënt op maat gemaakt. Het plaatsen ervan gebeurt middels computer-ondersteunde chirurgie. Wetenschappers van het LUMC zijn continue bezig om de effectiviteit van deze aanpak op de lange termijn te testen. Zo maken we de behandeling steeds beter. 

In het LUMC wordt onderzocht of met behulp van stamcellen, implantaten kunnen worden gemaakt voor patiënten met artrose. Bij deze patiënten is het kraakbeen in de gewrichten versleten. Om dit kraakbeen te vernieuwen, specialiseren we de stamcellen in het laboratorium tot kraakbeencellen. Deze kraakbeencellen voegen we vervolgens samen in een vorm waardoor ze op echt kraakbeen lijken. Als pre-klinische studies succesvol zijn, zullen deze implantaten binnen het LUMC gemaakt worden voor toepassing in de kliniek.

We hopen in de toekomst meer te weten over alle verschillende vormen van artrose, een vorm van gewrichtsslijtage. De artrose-onderzoekers gebruiken cellen van patiënten en geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSC). iPSC zijn bijvoorbeeld huidcellen die opnieuw worden geprogrammeerd, zodat ze kunnen uitgroeien tot elk weefsel in het menselijk lichaam, zo ook bot en kraakbeen.

LUMC-onderzoekers gebruiken deze cellen voor een gewricht-op-chip model. Hiermee kunnen ze biomechanische, genetische en omgevingsfactoren nabootsen en aanpassen. Dit betekent dat we ziektes na kunnen maken op de chip en nieuwe behandelingen kunnen testen. Denk bijvoorbeeld aan het nabootsen van belangrijke risicofactoren voor artrose, met het doel een behandeling op maat te ontwikkelen. Ook ontsteking van de gewrichtsbekleding, het synovitis, wordt op deze manier bestudeerd.

Om ook pijn die voorkomt bij artrose in gewricht-op-chip modellen te kunnen bestuderen, worden op dit moment zenuwen toegevoegd aan het model. Door medicijnen op deze modellen te testen, kunnen nieuwe therapieën worden ontwikkeld die de pijn verminderen zonder artrose te verergeren.