Vici-subsidie helpt Patricia Dankers dromen waar te maken

De cellen in ons lichaam zijn omgeven door de extracellulaire matrix (ECM), een materiaal dat zorgt voor ondersteuning en structuur. Bovendien stuurt de ECM signalen naar de cellen - vergelijkbaar met een dirigent die instructies geeft aan een orkest. 

"De cellen, of musici, reageren op deze instructies van de ECM, waardoor een harmonisch samenspel tussen de cellen en de ECM ontstaat", zegt Patricia Dankers, hoogleraar aan de faculteit Biomedical Engineering en het Institute for Complex Molecular Systems  (ICMS) van de TU/e.

De ECM-instructies bevatten twee belangrijke soorten signalen: mechanische en biochemische. De mechanische signalen bevatten informatie over de zachtheid of stijfheid van de ECM, terwijl de biochemische signalen de cellen instrueren via liganden in eiwitten, kleine moleculen en koolhydraatpolymeren. Dankers' doel is om een synthetisch ECM te maken.

Waarom synthetisch?

Maar waarom streven naar een synthetisch ECM? Dankers legt uit: "In het lab gebruiken we nu meestal Matrigel als alternatief voor een natuurlijke ECM, een materiaal dat afkomstig is van een tumor van een muis. Dit maakt het lastig om de groei van dit materiaal te controleren, waardoor het niet veilig is om in een klinische omgeving te gebruiken. Daarom is er behoefte aan een synthetisch alternatief dat bij de mens kan worden gebruikt, bijvoorbeeld in stamceltherapieën."

Dankers wil een grote bibliotheek van supramoleculaire verbindingen gaan synthetiseren die lijken op biomoleculen in de ECM en samen een complexe synthetische hydrogel vormen. De grootste uitdaging daarbij is het ontwerpen en maken van een interactief materiaal.

"De ECM is een dynamische omgeving, die voortdurend verandert en tegelijkertijd verschillende biochemische signalen uitzendt. De replicatie van deze veranderingen vormt de grootste puzzel die in dit project moet worden opgelost", aldus Dankers.

Duurzame oplossing

Om deze puzzel op te lossen doet Dankers een beroep op de supramoleculaire chemie, een vakgebied waarin moleculaire aggregaat structuren (zogenaamde assemblages) gesynthetiseerd worden welke zijn opgebouwd uit kleinere moleculaire bouwstenen. "

Het plan is om met deze moleculen aanpasbare structuren te bouwen en vervolgens manieren te introduceren waarop de supramoleculaire hydrogelen met cellen kunnen communiceren", zegt Dankers. "Bovendien leggen we een uitgebreide bibliotheek aan van verschillende moleculaire assemblages, en bestuderen we de  extracellulaire communicatie.”

Dankers voorspelt dat het onderzoek zal leiden tot de ontwikkeling van hydrogelen voor gebruik met dierlijke cellen, maar ze streeft ook naar meer duurzame oplossingen. "Gezien de duurzaamheidsproblemen in de wereld is het relevant om ook voor plantencellen na te denken over synthetische materialen."

Een nieuw orkest beginnen

Voor Dankers persoonlijk betekent de Vici-subsidie van NWO een fantastische kans om synthetische materialen te laten reageren op de cel. Zo hoopt Dankers dat de grens tussen natuurlijke en synthetische materialen kan verdwijnen, waardoor synthetische opties in de toekomst een deel van de natuurlijke, minder duurzame ECM-opties kunnen vervangen.

Om de doelstellingen van het SupReMa-project te bereiken heeft Dankers een orkest van onderzoekers nodig, vijf zelfs, en als voormalig musicus is Dankers enthousiast over het vooruitzicht een nieuw wetenschappelijk orkest te leiden.

"Ik kijk uit naar de samenwerking met de jonge onderzoekers die deel zullen uitmaken van het SupReMa-project. Samen gaan we proberen de moleculaire interacties tussen de ECM en de cellen te 'orkestreren'."

Bekijk de Vici-laureaten 2022

Cijfers en feiten

De Vici’s worden jaarlijks door NWO toegekend. Van de 266 aanvragen zijn er 167 (63%) door mannen en 99 (37%) door vrouwen ingediend. In totaal zijn er 34 Vici-beurzen toegekend; 18 aan mannelijke kandidaten en 16 aan vrouwelijke kandidaten. De honoreringspercentages voor de Vici-ronde 2022 (toegekend in 2023) zijn hiermee respectievelijk 11 en 16 procent.

NWO-Talentprogramma

De Vici-financiering maakt samen met de Veni- en Vidi-beurzen deel uit van het NWO-Talentprogramma. Vici is gericht op senior-onderzoekers die hebben aangetoond met succes een eigen vernieuwende onderzoekslijn tot ontwikkeling te kunnen brengen. Ze hebben daarbij jonge onderzoekers begeleid. Onderzoekers die een Vici-subsidie krijgen toegekend, bouwen hun onderzoeksgroep verder uit, vaak vooruitlopend op een structurele hoogleraarspositie, als ze die nog niet zouden hebben. ZonMw voert het NWO Talentprogramma uit voor het domein Zorgonderzoek en Medische Wetenschappen.