2004_Proefschrift_Bogaerdt, van den A. Auteur: A. van den Bogaerdt
Promotiejaar: 2004
ISBN-10: 90-808970-1-9

Samenvatting

Fibroblasten en de regulatie van wondgenezing. Is hun herkomst bepalend?
De huid is het grootste orgaan van ons lichaam en biedt bescherming tegen invloeden van buitenaf. Het moet daarnaast soepel en elastisch zijn om optimaal bewegen mogelijk te maken en tegelijkertijd veerkrachtig en sterk om mechanische krachten te weerstaan. Dit maakt de huid een zeer complex orgaan dat moeilijk te herstellen is; als de wondgenezing van de huid niet optimaal verloopt, wordt een litteken gevormd. Factoren die een rol spelen in de mate van littekenvorming zijn onder andere de diepte van de wond, de kolonisatie van de wond met bacteriën, de snelheid waarmee de wond dicht gaat, de aanwezigheid van mechanische krachten in de wond, het persisteren van een bepaald type cel, de myofibroblast, in de wond, de plek van de wond op het lichaam en de genetische eigenschappen van de patiënt. Littekens kunnen worden gekarakteriseerd door een overmatige productie van het belangrijkste huideiwit: collageen. Dit collageen wordt ook nog eens verkeerd in elkaar gezet met een veranderde oriëntatie, waardoor de huid minder soepel en elastisch wordt. Bovendien komen contracturen van littekens vaak voor met allerlei functionele beperkingen als resultaat.

Studies hebben aangetoond dat deze typische litteken eigenschappen kunnen worden gerelateerd aan de activiteit van fibroblasten tijdens de wond genezing. Deze cellen komen onder andere voor in de huid en kunnen bij niet al te grote en diepe verwondingen, zoals schaafwondjes of ondiepe sneetjes, zorgen voor een goed genezing van de huid. Een probleem ontstaat als er grote en diepe (derdegraads) brandwonden moeten genezen. Aangezien de huid dan grotendeels beschadigd of zelfs weg is moeten cellen uit andere weefsels het herstel van de huid realiseren. Een weefsel dat een belangrijke rol speelt bij zulke diepe wonden is het onderhuidse vetweefsel. Dit is het eerste nog vitale weefsel dat in de buurt van de aangedane huid ligt en waarschijnlijk een groot deel van de fibroblasten levert die de wond genezing moeten gaan verzorgen.

In Hoofdstuk 2 van dit proefschrift zijn we begonnen met het vergelijken van fibroblasten uit 3 verschillende weefsels in hun vermogen een litteken te vormen. We hebben aangetoond dat fibroblasten uit het onderhuidse vet en uit eschar weefsel (dit is een weefsel dat ontstaat bij een chirurgische ingreep om diepe brandwonden een betere kans te geven om te genezen) meer van het eiwit alpha-smooth muscle actine maken. Dit eiwit komt ook voor in myofibroblasten, cellen die in verband worden gebracht met de contracturen die ontstaan in littekens. Bovendien ontdekten we dat fibroblasten uit vet en eschar weefsel ook beter in staat waren om kunsthuid samen te trekken tijdens kweekomstandigheden in het laboratorium.

Evaluatie van de gen expressie van fibroblasten uit vet en litteken in vergelijk tot fibroblasten uit de huid, toonde een verhoogde productie van de hoeveelheid collageen in deze cellen (Hoofdstuk 3). Verder hebben we laten zien dat vet en litteken fibroblasten een enzym maakten dat niet in huid fibroblasten voorkomt en dat zorgt voor het verkeerd aan elkaar plakken van de verschillende collageen moleculen.

Om de huid jong en soepel te houden is er een constante vernieuwing van de huid noodzakelijk. Dit gebeurt met bepaalde enzymen die huid eiwitten (waaronder collageen) afbreken. Fibroblasten uit de huid hebben een hogere expressie van deze enzymen en kunnen de huid eiwitten daardoor mogelijk beter afbreken dan fibroblasten uit vet en litteken weefsel (Hoofdstuk 4). Ze zouden daardoor beter in staat zijn de huid te vernieuwen en soepel en elastisch te houden. De resultaten gevonden in hoofdstuk 3 en 4 zouden de collageen ophoping kunnen verklaren die vaak wordt gevonden in littekens.

In Hoofdstuk 5 wordt een eiwit besproken dat wel werd aangetoond in huid fibroblasten maar niet in vet fibroblasten. Dit eiwit, CRABP-11 genoemd, is in staat een bepaald derivaat van vitamine A te binden. Vitamine A derivaten zijn zeer belangrijk in het metabolisme van de mens, maar het bovengenoemde derivaat, ook wel retinoic acid genoemd, kan de snelheid waarmee een wond dicht gaat negatief beïnvloeden. Retinoic acid zorgt ervoor dat de cellen van de opperhuid, de keratinocyten, niet zo goed kunnen kruipen over het wond oppervlak en op die manier de wond niet goed dicht kunnen krijgen. Het binden van CRABP-II aan retinoic acid zorgt ervoor dat het niet meer actief is. Aangezien fibroblasten uit het vet weefsel CRABP-II niet tot expressie brengen, kunnen ze ook niet voorkomen dat het dichtgaan van de wond wordt vertraagd. Dit is nog eens verder geïllustreerd in Hoofdstuk 6. In dit hoofdstuk is het dichtgaan van de wond met behulp van keratinocyten nagebootst in een model. Aangetoond werd dat als fibroblasten uit het vetweefsel in het model aanwezig waren dat eveneens aanwezige keratinocyten niet zo goed konden migreren over het oppervlak. Dit was wel het geval als er huid fibroblasten aanwezig waren. Bovendien werd ook de basale laag, waarmee de opperhuid aan de lederhuid vast zit, niet goed aangemaakt.

Het reconstrueren van een opperhuid en zo het dichtmaken van een wondoppervlak met behulp van keratinocyten werd ook getest in een proefdiermodel in het varken. Dit is beschreven in Hoofdstuk 7. Varkens keratinocyten werden geladen op een synthetische drager, Polyactive genaamd, en vervolgens werd de drager met keratinocyten op zijn kop op een net gecreëerde wond gelegd. Het bleek dat de varkens keratinocyten in staat waren vanuit de drager naar de wond te migreren en daar in hele korte tijd een nieuwe opperhuid te maken.

In Hoofdstuk 8 wordt aangetoond dat het gebruik van een proefdier model in het varken zeer belangrijk en relevant is. In dit hoofdstuk worden twee toepassingen besproken waarbij dit model onderscheidend werkt: een wondgenezingsmodel dat kan worden gebruikt om huid regeneratie met behulp van ontwikkelde kunsthuid te bestuderen en een brandwond model om verschillende behandelmethoden voor brandwonden te bestuderen en te ontwikkelen. Na evaluatie in het wondgenezingsmodel werd duidelijk dat synthetische kunsthuid nog niet in staat was om een goed effect op de wondgenezing te bewerkstelligen, alhoewel eerdere testen onder kweek omstandigheden in het laboratorium goede resultaten lieten zien. Het brandwondmodel heeft een mogelijke toepassing in de brandwonden zorg voor honing opgeleverd. Het bleek dat betere resultaten werden gehaald met honing dan met de standaard behandeling.

De resultaten in dit proefschrift geven aan dat de oorsprong van de fibroblast waarmee gewerkt moet gaan worden cruciaal is voor het ontwikkelen van kunsthuid. Er moet bovendien speciale aandacht worden besteed aan deze kunsthuid aangezien de matrix waaruit het gemaakt wordt, idealiter in staat zou moeten zijn fibroblasten te ‘leiden’ in het maken van een nieuwe en gezonde huid.

print