Leidse onderzoekers ontwikkelen dengue-model om gevaarlijk virus beter te begrijpen
Onderzoekers van de Universiteit Leiden hebben iets unieks ontwikkeld: een nieuw model dat het verloop van ziekte na een dengue-infectie nabootst. Met dit 'dengue-op-een-chip'-model kunnen ze het virus beter bestuderen. De timing is goed: door klimaatverandering rukt dengue wereldwijd op.
Door de opwarming van de aarde is dengue een steeds grotere dreiging. Muggen verspreiden het denguevirus, dat knokkelkoorts veroorzaakt. Dengue is lastig te onderzoeken in proefdieren - en nog moeilijker te behandelen. Daarom besloot een Leids onderzoeksteam, onder leiding van Alireza Mashaghi, om zelf een alternatief model te ontwikkelen: een chip die laat zien wat er in het lichaam gebeurt bij knokkelkoorts.
Het organ-on-a-chip-model bootst na hoe het virus zich in het menselijk lichaam verspreidt en hoe cellen daarop reageren. ‘Ik realiseerde me dat er nog geen enkel organ-on-a-chip-model voor dengue bestond’, zegt Mashaghi. ‘Dus hebben we er zelf een gemaakt.’
Hoe de chip werkt - en wat die laat zien
Dankzij deze techniek kon het team zich richten op een van de gevaarlijkste gevolgen van dengue: hemorragische shock. Daarbij kunnen patiënten ernstige bloedingen en orgaanfalen krijgen. ‘We ontdekten dat de mechanische eigenschappen van endotheelcellen, de cellen die onze bloedvaten bekleden, veranderen bij knokkelkoorts, vertelt Mashaghi. ‘Daardoor raken de bloedvaten hun samenhang kwijt en gaan ze lekken.’
Wat is celmechanica eigenlijk?
Cellen hebben een soort inwendig ‘skelet’ van eiwitten dat voor stevigheid zorgt. Tijdens ziekte kan dat skelet van vorm veranderen. Bij dengue verzwakt dat de bloedvatwanden, waardoor lekkage ontstaat—een typisch verschijnsel bij ernstige gevallen.
Een ontbrekende schakel in medisch onderzoek
Volgens Mashaghi is de rol van mechanica lang onderschat in de medische wereld. ‘We hebben lang vooral gekeken naar chemische processen. Maar ook fysieke veranderingen zoals hoe stevig een cel is, spelen een grote rol bij ziekte. We beginnen nu pas te zien hoe belangrijk het is.’
Juist die combinatie van vakgebieden als virologie, celbiologie en bio-engineering is enorm waardevol bij het ontwikkelen van nieuwe medicijnen. Dat is namelijk duur en mislukt vaak. Met een model als dit kun je behandelingen sneller, goedkoper én ethischer testen dan in dierproeven.
‘Het is een ziekte van de toekomst, gevoed door klimaatverandering.’
Dengue en klimaatverandering: een groeiende dreiging
De noodzaak van dit soort onderzoek wordt alleen maar groter. Door klimaatverandering rukt dengue in hoog tempo op. Muggen die het virus verspreiden, komen nu ook voor in gebieden waar ze vroeger niet overleefden. ‘Dengue is een van de snelst groeiende virusziektes ter wereld’, zegt Mashaghi. ‘Het is een ziekte van de toekomst, gevoed door klimaatverandering.’ Het virus brengt elk jaar meer dan 3,9 miljard mensen in 129 landen in gevaar. Ongeveer 96 miljoen mensen worden ziek, en 40.000 overlijden.
Volgende stap: de huid
Het onderzoeksteam werkt inmiddels aan de volgende stap: een model van hoe dengue de huid beïnvloedt. De huid is het eerste orgaan waarmee het virus in contact komt na een muggenbeet. ‘De huid reageert sterk op temperatuur en luchtvochtigheid, legt Mashaghi uit. ‘We willen weten wat dat betekent voor de afweerreactie.’
Het uiteindelijke doel is een model waarmee je de huid kunt blootstellen aan verschillende klimaatomstandigheden. Zo kun je zien hoe het afweersysteem reageert en of dat beïnvloed wordt door hitte of vocht. ‘Door mechanica te koppelen aan virusonderzoek, maken we echt een sprong vooruit’, zegt Mashaghi. ‘Het is fascinerend om te zien wat er allemaal mogelijk is als je verschillende disciplines samenbrengt.’