Onderzoekers van Trinity College Dublin laten zien dat je het lichaam kan ‘hacken’. Met behulp van een elektrische stimulatie is het mogelijk macrofagen te ‘herprogrammeren’ naar een stand die ontsteking afremt en herstel ondersteunt.
Macrofagen zijn een type witte bloedcel in het lichaam. Ze ruimen ziekteverwekkers, dode cellen en celresten op en geven tegelijk seintjes aan andere immuuncellen wanneer er actie nodig is. Die veelzijdigheid heeft een keerzijde: als hun ontstekingsreactie doorschiet, kan dat juist extra schade veroorzaken. Het temmen en gericht inzetten van macrofagen geldt daarom al langer als een veelbelovende optie om genezing te bevorderen. Immunoloog Sinead O’Rourke heeft meegewerkt aan het onderzoek. Ze zegt: “we weten al wel langer dat het immuunsysteem erg belangrijk is voor het repareren van schade aan ons lichaam. Macrofagen spelen hierin een centrale rol door infecties te bestrijden en door het reparatie-proces te begeleiden.”
In deze nieuwe studie, gepubliceerd in het tijdschrift Cell Reports Physical Science, laten de onderzoekers zien dat elektrische prikkels zo’n gerichte bijsturing in menselijke macrofagen mogelijk maken. De gevolgen bleken interessant: In menselijke cellen daalden ontstekingssignalen, terwijl genen die betrokken zijn bij de vorming van nieuwe bloedvaten juist toenamen. Ook zagen de wetenschappers aanwijzingen dat meer stamcellen naar wondgebied worden gelokt – processen die typisch samenhangen met sneller weefselherstel.
Bioreactor
Voor het onderzoek is gewerkt met macrofagen die afkomstig waren uit bloed van gezonde donoren (via de Irish Blood Transfusion Board, St James’s Hospital). De cellen werden in een op maat gemaakte bioreactor blootgesteld aan gecontroleerde elektrische stromen. Vervolgens is gekeken wat er in en rond die cellen veranderde. Het beeld was opmerkelijk consistent: macrofagen verschoven naar een ontstekingsremmende toestand die bekendstaat als weefselherstellend, ontstekingsmarkers lieten minder activiteit zien, en genen die betrokken zijn bij angiogenese – de vorming van nieuwe bloedvaten – werden juist sterker tot expressie gebracht. Daarnaast wezen de metingen op een verhoogde aanwezigheid van stamcellen rondom wondweefsel, een signaal dat past bij actief herstel.
Volgens O’ Rourke is dit de eerste keer dat bij menselijke macrofagen zo’n ‘herprogrammering’ door elektrische stimulatie overtuigend is aangetoond. Dat maakt de bevinding klinisch relevanter dan vergelijkbaar werk in diermodellen of celtypen die minder direct aan patiënten zijn te linken. Elektrische stimulatie heeft bovendien praktische voordelen: in de context van therapieën is het doorgaans eenvoudig toe te dienen en staat het bekend om hoe veilig de procedure is – zeker in vergelijking met medicijnen die brede effecten op het lichaam kunnen hebben.
Belangrijke tussenstap
Ontstekingsprocessen spelen een rol in tal van aandoeningen en bij veel wondgenezingen. Een methode die macrofagen richting een ontstekingsremmende en genezende modus kan bewegen zou daarom in veel verschillende situaties van waarde kunnen zijn. Voor nu richt het vervolgonderzoek zich vooral op verfijning: het uitproberen van geavanceerdere stimulatieschema’s die preciezere en langdurigere responsen oproepen en het ontwikkelen van materialen en toedieningswijzen om elektrische velden op een gecontroleerde manier bij weefsels te krijgen.
Belangrijk om te vermelden: deze studie toont nog geen klinische effectiviteit aan bij patiënten. De bevindingen zijn immers gebaseerd op menselijke cellen buiten het lichaam. Dat is een belangrijke tussenstap, maar geen eindpunt. Toch schetsen de data een helder perspectief: door slim met elektrische stimulatie te werken lijkt het mogelijk het lichaamseigen opruim- en herstelteam een steuntje in de rug te geven.
