Bevroren spierweefsel weer tot leven wekken. Klinkt als een scène uit een sciencefictionfilm, toch? Maar in het lab gebeurt het echt. Ben je benieuwd waarom? Dr. Josine de Winter, onderzoeker in het Amsterdam UMC, vertelt je er alles over.
Wist je dat een stukje spierweefsel soms een reis maakt waar je jaloers op zou worden? Denk aan meerdere stempels in een paspoort en meer vlieguren dan jij ooit zult maken. Vanuit Europa, Amerika en zelfs Australië: het spierweefsel komt van over de hele wereld naar Nederland om door onze onderzoekers bestudeerd te worden. Een samenwerking waar wij als klein landje trots op mogen zijn.
Je vraagt je misschien af waarom we deze spiertjes naar Nederland laten vervoeren. Dat doen we voor onderzoek naar zeldzame spierziekten. Omdat deze ziekten zeldzaam zijn, is het benodigde spierweefsel dat ook. Een spierbiopt – een klein hapje uit een spier – wordt afgenomen voor het stellen van een diagnose. Daarvan blijft soms een minuscuul restdeel over, niet groter dan een speldenknopje: 5 tot 10 milligram, dat voor onderzoek wordt gebruikt.
Dit kleine beetje spierweefsel wordt razendsnel ingevroren in vloeibare stikstof, tot
-182 graden, om de eigenschappen van de spier goed te bewaren. Daarna wordt het in een stikstoftank veilig vervoerd. Eenmaal in Nederland wordt het verder opgeslagen bij -70 graden. Zo blijft het perfect bewaard – soms wel jarenlang! Uit deze minuscule hoeveelheid spierweefsel halen onderzoekers enorm veel informatie.
In het lab wordt het spierweefsel voorzichtig en nauwkeurig ontdooid. Dit is een cruciale stap: het weefsel moet precies goed behandeld worden om bruikbaar te blijven. Zodra het ontdooid is, kan het onderzoek echt beginnen.
Josine de Winter en haar team duiken diep in de structuur van het spierweefsel. Stel je een spier voor als een kabel die uit meerdere lagen bestaat. Als je verder inzoomt, zie je dat de spier is opgebouwd uit bundels van spiervezels, een soort dunne draadjes. Eén spiervezel is eigenlijk een lange spiercel, die weer opgebouwd is uit spierfibrillen. Deze fibrillen zijn slechts 1 micrometer(µm) dik, dat is wel 60x dunner dan een haar. Zoom je nog verder in, dan kom je bij de echte motoren van de spier: de sarcomeren. Deze bestaan uit kleine structuren die samenwerken om de spier te laten samentrekken. Stel je voor: in je biceps (bovenarmspier) zitten wel 100.000 van die sarcomeren achter elkaar geschakeld! Het is dus niet één sarcomeer die beweegt, maar een hele rij die samenwerkt om kracht te genereren en een beweging zoals het buigen van je arm mogelijk te maken. Om deze sarcomeren te zien, moet je echt een microscoop gebruiken – het gaat dus om details die je met het blote oog niet kunt zien
De mini-motoren (sarcomeren) zijn precies waar Josine en haar team zich mee bezighouden. “Mensen met een spierziekte verliezen spierkracht, wat kan komen doordat de mini-motoren in hun spieren niet goed werken,” legt Josine uit. “Wij richten ons vooral op spierziekten waarbij een fout zit in deze mini-motoren, en proberen te begrijpen waar het misgaat en hoe we dit kunnen herstellen.”
“Wat we bijvoorbeeld kunnen doen, is de kracht meten van een enkele spiervezel – een piepkleine spiercel,” vertelt Josine. “We halen zo’n vezel voorzichtig uit het weefsel en zetten die vast in een speciale opstelling, waarmee we nauwkeurig kunnen testen hoe sterk de cel is. Dit doen we door de cel bloot te stellen aan calcium, een stof die essentieel is voor spierkracht. Zo kunnen we onderzoeken of de spiercel goed reageert op calcium, en als we hierin afwijkingen zien, zoeken we naar het juiste medicijn om de spierkracht te herstellen.”
In een spier werken ontzettend veel kleine structuren samen, het lijkt wel een wonder dat alles zo goed op elkaar is afgestemd. Josine licht het toe: “Het is als een raderwerk van allerlei onderdelen – bekende en nog onbekende – die bijdragen aan het samentrekken van de spier. We proberen die puzzel steeds verder op te lossen. We weten al heel veel, maar er zijn ook aspecten waar we het bestaan nog niet van begrijpen. Elke keer als er nieuw spierweefsel binnenkomt, geeft ons dat weer nieuwe inzichten in de werking van onze mini-motoren. Door de varianten in spierweefsel leren we steeds meer over hoe dit alles precies werkt.”
“Sinds de opkomst van genetische testen worden er continu nieuwe varianten in de bouwstenen van de spier ontdekt. Elk stukje spierweefsel dat we onderzoeken geeft nieuwe inzichten in de werking van deze bouwstenen. Het is fascinerend dat we zoveel kunnen leren van zo’n klein stukje spier!”
“Hoe beter we begrijpen hoe de motoren werken, hoe dichter we bij oplossingen komen, elk nieuw stukje spierweefsel dat we onderzoeken, brengt ons een stap verder in deze zoektocht. En dat maakt dit werk zo waardevol”, sluit Josine af.
)