Vidi-beurzen voor patiënt-specifieke nanodeeltjes en 3D-echografie

24 mei 2019

Lorenzo Albertazzi en Richard Lopata ontvangen beide een Vidi-beurs van 800.000 euro

image
Lorenzo Albertazzi (links) en Richard Lopata (rechts)

NWO heeft vandaag de jaarlijkse toekenningen van de Vidi-subsidies van 800.000 euro bekend gemaakt. Twee TU/e-ers krijgen de subsidie, beide van de faculteit Biomedische Technologie: Lorenzo Albertazzi en Richard Lopata. Albertazzi wil kankercellen aanvallen met patiënt-specifieke nanodeeltjes en Lopata ontwikkelt een 3D-echografietechniek voor patiënten die risico lopen op een scheuring van de aorta.

Gepersonaliseerde aanval op kankercellen

Lorenzo Albertazzi is universitair hoofddocent bij de faculteit Biomedische Technologie. Met behulp van de Vidi-subsidie wil Albertazzi kankercellen aanvallen met nanodeeltjes die gepersonaliseerd zijn voor de specifieke patiënt. Dit kan door de unieke patiënt-specifieke kenmerken van de kankercellen te bepalen en nanodeeltjes te creëren die daarop zijn afgestemd. Voor een precieze en effectieve therapie kun je deze deeltjes vervolgens ‘laden’ met medicijnen om ze zo naar de juiste plaats te sturen.

 

image
Gepersonaliseerd nanodeeltje. Foto: Lorenzo Albertazzi

Dat is niet zo makkelijk, aangezien kankercellen erg lijken op gezonde cellen. Albertazzi focust op de zogeheten receptoren, eiwitten aan de buitenkant van de cel waarmee deze herkenbaar is voor de buitenwereld. Een gezonde cel die is getransformeerd in een kankercel zal het type en het aantal receptoren veranderen. Dit proces kan worden gebruikt om de tumorcellen te herkennen en om medicijnen specifiek aan de zieke cellen af te geven, terwijl de gezonde cellen minder door de medicijnen worden beïnvloed.

Het enige probleem is dat elke patiënt anders is en een andere verhouding heeft aan receptoren tussen gezonde cellen en kankercellen. Dat maakt het lastig om de nanodeeltjes goed te sturen. Het is daarom noodzakelijk om de receptordichtheid voor elke patiënt precies te bepalen. Albertazzi gaat dat doen met behulp van een nieuwe microscopietechniek: superresolutiemicroscopie. Daarmee wil hij het oppervlak van kankercellen visualiseren en op maat gemaakte nanodeeltjes ontwerpen. Uiteindelijk zal hij de werking van de nanodeeltjes testen in verschillende borstkankermodellen.

Het verstijven van vaten van meerdere kanten bekeken

Richard Lopata, universitair hoofddocent bij de faculteit Biomedische Technologie, wil vroegtijdige ruptuur en onnodige operaties voorkomen bij mensen met aneurysmata – verwijde vaten – in de buikslagader. Een gescheurde aorta kan namelijk dodelijk zijn. De huidige behandeling kijkt naar de diameter van het bloedvat: is deze meer dan 5,5 cm, of groeit hij snel, dan wordt er normaliter geopereerd. Maar bij sommige patiënten scheurt het aneurysma bij een smallere diameter, terwijl andere aneurysmata stabiel blijven bij een veel grotere diameter. Daarom willen artsen kunnen voorspellen wie kans loopt dat de verwijding scheurt, en aan de andere kant welke patiënt voorlopig veilig is ondanks de verwijde aorta.

 

Een aneurysma scheurt namelijk niet door de grootte, maar doordat de spanning of rek in de vaatwand te ver oploopt, net als bij een te hard opgeblazen ballon. De stijfheid geeft aan in welke mate een materiaal nog elastisch kan meebewegen. Veranderingen hierin kunnen een indicator zijn voor groei of zelfs scheuring van het aneurysma. Om die stijfheid zonder straling en goedkoop te kunnen meten, heeft Lopata samen met zijn promovendi eerder al een 3D-echografie techniek ontwikkeld, gecombineerd met biomechanische modellen van de vaatwand. Nu wil Lopata die techniek verbeteren door het gezichtsveld van de meting te verbreden en de kwaliteit van de beelden drastisch te verhogen.

De variatie van hartslag en bloeddruk maakt het moeilijk om afzonderlijke 3D-beelden te combineren. Daarom wil Lopata meerdere echokoppen inzetten, om zo een hoog contrast, hoge resolutie en hoge framesnelheid te bereiken. Lopata gaat de hardware ontwikkelen om de ruwe beelden met meerdere echokoppen te verkrijgen, deels in samenwerking met het bedrijf Philips. Vervolgens moet Lopata de losse beelden samenvoegen tot een verbeterde 3D-afbeelding. Daarvoor zal hij verschillende methoden uittesten in het laboratorium op diverse weefsels.

Uiteindelijk wil hij een model-gebaseerde analysetechniek ontwikkelen om op basis van biomechanische parameters verschillende aneurysmata te onderscheiden. Om het systeem te testen, gebruikt Lopata zowel laboratoriumstudies als patiëntenstudies, het laatste in samenwerking met het Catharina Ziekenhuis Eindhoven.

NWO Vernieuwingsimpuls

Beide onderzoekers ontvingen in 2017 al een ERC starting grant, een grote Europese beurs. Eerder ontvingen beide ook een Veni-grant, Lopata in 2011 en Albertazzi in 2014.

De ‘Vidi’ wordt jaarlijks toegekend als NWO Vernieuwingsimpuls aan onderzoekers die na hun promotie succesvol onderzoek hebben verricht. Op deze manier wil NWO onderzoek financieren dat gedreven is uit nieuwsgierigheid. Een toekenning van een Vidi-beurs is een enorme prestatie gezien het honoreringspercentage van 19% dit jaar. Van de 443 aanvragen dit jaar, ontvingen maar 85 onderzoekers de beurs van 800.000 euro.

Mediacontact

Hilde de Laat
(Science Information Officer)