Met lichtmicroscopen kunnen we in de cellen van onze organen kijken, maar dit werkt alleen voor dunne plakjes weefsel. David Maresca en zijn collega’s bedachten een manier om met echografie in het hele lichaam cellen in beeld te brengen.
Wat is er vernieuwend aan jullie vorm van echografie?
‘We zochten naar een techniek om levende weefsels scherper in beeld te brengen. De inspiratie hiervoor kwam van lichtmicroscopie. Hiermee kun je cellen in veel detail zien, maar je kunt enkel een heel dunne laag weefsel bekijken. Licht kan namelijk niet diep in weefsels doordringen. Daarom hebben we een manier gevonden om weefsels te bekijken met geluid, waarmee je wel heel diep kunt komen, net als bij een echo tijdens de zwangerschap. De uitdaging was om de resolutie van echografie te verbeteren en dat is gelukt. We kunnen nu op het niveau van cellen en de kleinste bloedvaten in het lichaam kijken.’
Hoe is dit gelukt?
‘Met een zogenaamde ‘contraststof’ die we in het weefsel inbrengen om het beeld duidelijker te krijgen. We hebben twee van deze stoffen: een om de bloedstroom in bloedvaten te bekijken en een andere om cellen in weefsel in de gaten te houden, zoals kankercellen.’
Oudere spier kampt met haperende energievoorziening
Wat gebeurt er met je spieren als je ouder wordt? De achteruitgang een spier blijkt het gevolg te zijn van een haperende energievoorziening.
Hoe helpt deze technologie bij het bestuderen van bloedvaten?
‘De precisie die we hebben bereikt bij het bekijken van bloedvaten is zo goed dat we zelfs de haarvaten kunnen zien. Dit is bijvoorbeeld bij een beroerte van belang, waarbij in een deel van de hersenen geen bloed meer stroomt. Zelfs bij een succesvolle behandeling die weer bloed door de vaten laat stromen, sterven veel hele kleine bloedvaatjes af. Met deze technologie zouden we dit effect in beeld kunnen brengen in een levend brein, terwijl dit voorheen alleen bij verwijderde organen kon.’
Zijn er nog veel stappen nodig om met deze techniek in de praktijk bloedvaten te bekijken?
‘De contraststof die we voor bloedvaten gebruiken is al goedgekeurd voor gebruik bij mensen en deze kun je gemakkelijk met een injectie inbrengen. Daarom zou deze techniek snel voor patiënten gebruikt kunnen worden om de meeste organen te bekijken, misschien al binnen vijf jaar. Het is alleen nog een grote uitdaging om bij mensen het brein te bekijken, omdat de beschermende laag van de schedel het geluid verstoort.’
Denkt u dat het in de toekomst wel mogelijk zal zijn door de schedel heen te kijken?
‘Jazeker. Je kunt het vergelijken met sterrenkunde. Wanneer sterrenkundigen afbeeldingen van het universum maken, moeten ze voor allerlei verstorende factoren in de atmosfeer corrigeren, zoals het weer. Met echografie kun je hetzelfde doen. Als je de verstoring van de schedel goed in kaart kunt brengen, kun je voor de effecten van de schedel compenseren.’
Hoe kan deze techniek helpen bij kankeronderzoek?
‘De contraststof die we voor dit onderzoek gebruiken is nog relatief nieuw en werkt met genetische technologie. Hierbij geven we cellen een stukje genetische code, zodat ze zelf de contraststof gaan aanmaken. Genetische modificatie mag niet zomaar bij mensen, dus deze techniek is beter geschikt voor bijvoorbeeld muizenonderzoek.
Op dit moment kijkt veel fundamenteel kankeronderzoek naar geïsoleerde cellen in een petrischaaltje. Maar als je een ziekte echt wil bestuderen, dan moet je die in haar natuurlijke omgeving zien, dus in een levend organisme. Met onze nieuwe vorm van echografie kunnen we diep in weefsels kijken en tumoren in het lichaam in actie zien. Zo kunnen we bijvoorbeeld in muizen bekijken hoe een tumor groeit en hoe deze op een nieuwe behandeling reageert.’
Ziet u in de toekomst nog meer mogelijkheden om deze technologie toe te passen?
‘Er zijn nu al een aantal mogelijkheden om het brein te bekijken. Dit kan bijvoorbeeld tijdens een operatie waarbij een opening in de schedel wordt gemaakt, of bij baby’s, omdat hun schedel nog niet volledig is dichtgegroeid. Dit zijn beide situaties waarbij een MRI-scan niet goed werkt. Deze vorm van echografie is veilig en makkelijk hanteerbaar, dus kan tijdens operaties of bij baby’s juist wel goed gebruikt worden. Daarom zijn dit de eerste twee toepassingen die ik voor me zie, maar je zou ook heel goed naar andere organen kunnen kijken, zoals de nieren of de lever.
In het algemeen zie ik dit als een nieuw wetenschappelijk instrument om afbeeldingen te maken van levende organismen. Dus nu is het een kwestie van nieuwsgierig zijn en deze nieuwe microscoop op zo veel mogelijk interessante dingen richten.’
