Prof. dr. Harry Heimberg onderzoekt de factoren achter bètacelvorming
Met subsidie van DON onderzoekt prof. dr. Harry Heimberg de invloed van verschillende celtypes op de groei van insulineproducerende cellen. Met zijn onderzoek hoopt hij te achterhalen hoe de groei van bètacellen in het lichaam van diabetes type 1-patiënten kan worden gestimuleerd.
Aan de Vrije Universiteit van Brussel (VUB) doet prof. dr. Harry Heimberg onderzoek naar factoren die van invloed zijn op de ontwikkeling van insulineproducerende cellen (bètacellen), waaraan patiënten met diabetes type 1 een tekort hebben. In zijn onderzoek ligt de focus op twee celtypes die van invloed lijken te zijn op de groei van bètacellen: de omringende bloedvatcellen en zogenaamde macrofagen. “In de embryonale fase spelen de bloedvaten in de alvleesklier een cruciale rol in de ontwikkeling van bètacellen. Dat is begin deze eeuw door collega-onderzoekers bewezen. Kort daarna ontdekte ik met mijn onderzoeksteam dat macrofagen, op hun beurt, een rol spelen in de ontwikkeling van bloedvatcellen. Het ene celtype stimuleert de vorming van het andere celtype, dat vervolgens het signaal geeft aan bètacellen om te vermenigvuldigen. Die puzzelstukjes hebben we bij elkaar gelegd om tot het huidige onderzoeksproject te komen. We willen weten of we met behulp van macrofagen indirect de groei van bètacellen kunnen stimuleren.”
In het onderzoek naar bloedvatcellen waarop het team van prof. dr. Heimberg voortbouwt, werden bloedvatcellen in de alvleesklier van embryonale muizen verwijderd, wat voor een tekort aan bètacellen na de geboorte zorgde. Deze uitkomst van collega’s intrigeerde prof. dr. Heimberg en bewoog hem ertoe de invloed van bloedvaten op de bètacelproductie in volwassen muizen te onderzoeken. “In samenwerking met prof. dr. Yuval Dor (Hebreeuwse Universiteit van Jeruzalem) ontwikkelden we daarvoor een experimenteel model. Daaruit bleek dat volwassen muizen, verrassend genoeg, nauwelijks hinder ondervonden van de ingreep. We zagen slechts een licht effect op de bètacelfunctie, wat erop wijst dat bloedvatcellen na de geboorte mogelijk een ander belang dienen dan het stimuleren van bètacelproductie”, aldus de onderzoeksleider.
Toename van bètacellen
In een volgend experiment werden de bloedvatcellen nabij de bètacellen van volwassen muizen eerst verwijderd, en vervolgens weer aangegroeid, om zo de embryonale ontwikkeling enigszins na te bootsen. “Als gevolg daarvan zagen we de hoeveelheid bètacellen in de alvleesklier groeien, totdat er op een gegeven moment meer bètacellen waren dan voor aanvang van het experiment. Dit is een niet eerder waargenomen resultaat. In tegenstelling tot eerdere modellen hebben wij door manipulatie van de omgeving rondom de bètacellen hun volledige celcyclus gesimuleerd, inclusief het moment waarop de bètacellen delen om te vermenigvuldigen. Het volledig in kaart brengen van wat zich op genetisch niveau afspeelt in dit proces, is de volgende stap in het onderzoeksproject.”
Celherstel dankzij regeneratieve macrofagen
Helaas is het niet zomaar mogelijk om de bloedvaten in de alvleesklier van patiënten met diabetes type 1 te manipuleren om de toename van bètacellen in gang te zetten. “Om die reden is in ons onderzoek tevens een rol weggelegd voor macrofagen, een celtype dat deel is van het immuunsysteem”, legt de celbioloog uit. “Er zijn verschillende soorten macrofagen, maar de soort waarop wij ons focussen is de regeneratieve macrofaag, die na ontstekingen het herstel van weefsel kan stimuleren. En dat doen ze ook, zo hebben we ontdekt, met bloedvatcellen. Om die ontdekking van ondersteunend bewijs te voorzien, hebben we in verschillende experimenten ofwel macrofagen weggenomen, ofwel de signalen van de macrofagen onderdrukt. Het resultaat daarvan was dat de vorming van bloedvatcellen negatief werd beïnvloed. Het is niet ondenkbaar dat we dat proces kunnen omkeren door juist extra macrofagen met herstellend vermogen toe te dienen. Zo zouden we het lichaam kunnen aanzetten tot het maken van nieuwe bloedvaten in de alvleesklier – ervan uitgaande dat dergelijke nieuwe bloedvaten een gelijksoortige invloed uitoefenen als de opnieuw aangegroeide bloedvaten in ons experimentele model.”
Diabetesbehandeling met macrofagen?
Vervolgonderzoek moet uitwijzen of het inderdaad mogelijk is om met behulp van macrofagen de groei van bloedvatcellen in de alvleesklier te stimuleren. Als dat proces blijkt te resulteren in een verhoogd aantal bètacellen, heeft prof. dr. Heimberg belangrijke informatie in handen: “Hoewel ik wil benadrukken dat we ons nog in de experimentele fase bevinden, blijft ons einddoel het vertalen van onze bevindingen naar behandelingen voor patiënten. Als we onze vermoedens weten te bevestigen, willen we toewerken naar een techniek waarmee we met bepaalde groeisignalen de voorlopers van macrofagen van patiënten kunnen veranderen in regeneratieve macrofagen. Wellicht kunnen we dan, door die cellen op de juiste plek en in de juiste dosering terug te geven aan de patiënt, de bloedvaten stimuleren, en zo indirect het herstel van bètacellen in gang zetten. Maar… dat zijn toekomstdromen. Voordat we de stap naar een klinische toepassing kunnen maken, moeten we eerst de interactie tussen macrofagen, bloedvatcellen en bètacellen volledig zien te doorgronden. Vandaag leggen we het fundament waarop we later kunnen voortbouwen.”