Prostaat.nl

Alles over de Prostaat

Prostaat.nl

Multifoton microscoop

Microscoop neemt kijkje in levend bot

13 september 2018

Onderzoekers van het University of Texas MD Anderson Cancer Center zijn er onder leiding van Peter Friedl van het Radboudumc in geslaagd een tumor in levend botweefsel in beeld te brengen. In het lab maakten zij een stukje kunstbot wat in muizen uit kon groeien tot echt bot. Met een speciale microscoop volgden zij het gedrag van kankercellen in het botweefsel. Deze nieuwe methode biedt nieuwe mogelijkheden voor onderzoek naar de behandeling van kanker, schrijven de onderzoekers deze maand in Science Translational Medicine.

Uitgezaaide prostaatkanker komt vrijwel altijd in de botten terecht. De ziekte is dan nauwelijks nog te genezen. Daarbij leveren de uitzaaiingen extra problemen op, zoals breuken of pijn in de botten. Blijkbaar bieden botten een goede omgeving voor prostaatkankercellen. Om meer te leren over deze groeiomgeving, konden onderzoekers tot nu toe alleen botweefsel uit het lichaam halen om dat in het lab te onderzoeken. Dit levert momentopnames op, waarbij gedetailleerd inzicht in het verloop van de uitzaaiing door de tijd ontbreekt.

Ruitje

Een nieuw onderzoeksmodel van het University of Texas MD Anderson Cancer Center maakt het nu mogelijk om met een microscoop in levend botweefsel te kijken. De onderzoekers ontwikkelden een soort minibotjes in het lab die zij onder de huid van muizen brachten. Daar groeiden deze kunstmatige botjes uit tot echt botweefsel, inclusief een holte met beenmerg. Hierin plaatsten de onderzoekers enkele kankercellen, zodat een tumor kon groeien. Door een speciaal ruitje in het bot konden de onderzoekers met een multifoton microscoop (zie kadertekst hieronder) de groeiprocessen in het bot volgen.

Een microscoop met precisielaser

De multifoton laser scanning microscoop lijkt weinig op de microscopen die de meeste mensen wel kennen van de biologieles. Bij een gewone microscoop schijnt licht op een preparaat dat gevangen zit tussen twee glaasjes. Dit preparaat moet flinterdun zijn en is daarom vaak kortlevend, of levenloos. Bij een multifoton microscoop is het mogelijk om langdurig in levend weefsel te kijken, waarbij scherpe 3D plaatjes mogelijk zijn tot wel een millimeter dik. De plaatjes ontstaan door heel precies (bijna) infrarood laserlicht af te vuren op het te bekijken weefsel. In de cellen van het weefsel zitten moleculen die oplichten onder invloed van het laserlicht. In verschillende cellen zitten verschillende moleculen, waardoor elk type cel een eigen kleur krijgt.

Evenwicht

In gezond bot heerst een evenwicht van botopbouw en –afbraak. Hiervoor zijn twee celtypen aanwezig in het bot: osteoblasten (opbouw) en osteoclasten (afbraak). Onder de microsoop zagen de onderzoekers bij de muizen dat de aanwezigheid van kankercellen het evenwicht tussen deze twee celtypen verstoort. Rondom de osteoclasten bij de tumor trad botverlies op. Dit verlies leidt bij patiënten met botuitzaaiingen tot pijnklachten of breuken.

Multifoton microscoop afb 1

Figuur 1: Een eerste blik op botverlies door uitgezaaide kanker. Dit beeld uit de multifoton microscoop laat verschillende cellen zien: botcellen (cyaan), botopbouw (wit) en osteoclasten (geel). De prostaatkankercellen bestaan uit de groene celkernen en het rode cytoplasma.

Medicijnen

Bij patiënten met uitgezaaide prostaatkanker kunnen bepaalde medicijnen, bisfosfonaten, de klachten verlichten. Genezen van kanker doen deze middelen niet. Bij behandeling van de muizen zagen de onderzoekers dat de medicijnen het aantal osteoclasten niet verminderden, maar dat de activiteit van de osteoclasten wel afnam. Hierdoor werd de botafbraak dus geremd. De tumor zelf werd niet aangepakt door de medicijnen en bleef doorgroeien. Dit verklaart waarom een behandeling met bisfosfonaten wel de achteruitgang van de botten stabiliseert, maar het leven van patienen niet verlengt.

Met de resultaten van dit onderzoek hopen de onderzoekers in de toekomst meer te kunnen leren over het effect van behandelingen en hoe resistentie tegen behandelingen ontstaat.

Multifoton microscoop afb 2

Figuur 2: Het effect van een behandeling met bisfosfanaten van een prostaattumor in bot na 3 (rood), 6 (blauw) en 9 (groen) dagen. De linkerkant van het bot in dit plaatje is stabiel, de rechterkant heeft te kampen met botafbraak.

Bron: nieuwsbericht Radboudumc
Foto’s: Peter Friedl/Radboudumc

Nieuwsbrief Prostaat.nl

Blijf op de hoogte van het laatste Prostaatnieuws.