Beginfase aderverkalking in beeld gebracht

    0
    769

    Bij aderverkalking treedt verharding en vernauwing van slagaders op, met ernstige gevolgen voor de gezondheid. Onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven hebben nu op nanoschaal de stappen in het proces van calcificatie in beeld gebracht. De groei van de verharding in bloedvaten blijkt vrijwel precies hetzelfde te verlopen als de groei van botten of tanden. De resultaten van het onderzoek staan in de decembereditie van het wetenschappelijke tijdschrift Nature Materials.

    Met de beelden die onderzoeksleider Nico Sommerdijk (Laboratorium voor Materialen en Grensvlakchemie, faculteit Scheikundige Technologie) en zijn team wisten te maken, is een oude discussie beslecht. Al in 1965 is door Aaron S. Posner in het blad Nature gesuggereerd hoe het proces van calcificatie (de vorming van calciumfosfaat) in een biologische omgeving verloopt, maar dat stuitte toen op flinke weerstand, vertelt Sommerdijk. Zijn waarnemingen bevestigen nu echter het 45 jaar oude idee. Calcium- en fosfaationen, opgelost in het bloed, slaan niet direct als kristallijn materiaal neer, maar ze doorgaan eerst een tussenfase. In die fase vormen zich eerst prenucleatieclusters, en daarna amorfe nanodeeltjes van ongeveer 50 nanometer groot (1 nanometer is een miljoenste millimeter). Pas daarna treedt kristallisatie op, en daarmee verharding. De onderzoekers hopen dat dit inzicht gebruikt wordt om nieuwe behandelingsmethoden voor aderverkalking te ontwikkelen.

    Serum
    Omdat aderverkalking niet op nanoschaal in levende mensen bekeken kan worden, gebruikten de onderzoekers imitatieserum, ofwel een vloeistof waarin precies alle stoffen zitten die ook in het bloed voorkomen, behalve de organische materialen. Dat brachten de onderzoekers in aanraking met een vlies met dezelfde eigenschappen als bloedvatwand, waarop vervolgens calcificatie begon op te treden. De verschillende stappen brachten ze in beeld met een bijzondere elektronenmicroscoop, de cryoTitan. Hiermee kunnen onderzoekers op het niveau van individuele atomen monsters bekijken die zeer snel ingevroren zijn, waardoor een proces stil wordt gezet en in stapjes kan worden bekeken.

    Alle levende wezens
    Sommerdijk toonde eerder al aan dat het proces van schelpgroei en botvorming op dezelfde manier verloopt. “Het lijkt erop dat alle mineralisatiesystemen in levende wezens op dezelfde manier verlopen. En we hebben steeds meer aanwijzingen dat het overal zo verloopt”, aldus Sommerdijk.

    Drie artikelen in Nature Materials
    De publicatie zal staan in de decembereditie van het wetenschappelijke topblad Nature Materials. Daarin staat nog een publicatie van Nico Sommerdijk. Die gaat over het doorgronden van de mechanismes van botgroei; een gerelateerd onderzoek. Volgens de redactie van Nature Materials is het zeldzaam dat er twee publicaties van een onderzoeker in dezelfde editie van het blad staan. “Dat komt misschien een keer per jaar voor”, aldus Alison Stoddart van Nature Materials. “Slechts vijf tot tien procent van de aangeboden artikelen komen door de selectie. Dus als er twee ineens in staan, is dat wel zeldzaam.” Bovendien plaatst het blad een zogenaamde ‘editorial’ van twee bladzijden, waarin een externe deskundige zijn licht laat schijnen over de onderzoeksresultaten van Sommerdijk.

    The role of prenucleation clusters in surface-induced calcium phosphate crystallization. Archan Dey, Paul H.H. Bomans, Frank A. Müller, Julia Will, Peter M. Frederik, Gijsbertus de With en Nico A.J.M. Sommerdijk. De publicatie verscheen op 14 november 2010 al online bij Nature Materials.