Computersimulaties tonen mechanismen achter bloedvatgroei
Het bloedvatstelsel kan levenslang nieuwe bloedvaatjes vormen. Dit is nodig voor groei of wondgenezing. Bloedvatgroei speelt echter ook een belangrijke rol bij ziekteprocessen, zoals tumorgroei en oogaandoeningen. Computationeel bioloog Margriet Palm van het Centrum Wiskunde & Informatica (CWI) onderzocht met gesimuleerde experimenten hoe de groei van bloedvaten precies in zijn werk gaat. Palm verdedigde haar proefschrift 'High-throughput simulation studies of angiogenesis' op dinsdag 30 september aan de Universiteit Leiden.
Bij bloedvatgroei ontwikkelen nieuwe bloedvaten zich vanuit bestaande vaten tot een nieuw netwerk. In haar proefschrift onderzocht Palm hoe interactie tussen verschillende celtypes er voor zorgt dat een bloedvatnetwerk ontstaat. Met grote hoeveelheden computersimulaties, waarin de eigenschappen van de celtypen systematisch werden gevariëreerd, bootste ze de ontwikkeling van een netwerk na. Hieruit leidde zij af welke celeigenschappen verantwoordelijk zijn voor de patronen die in labexperimenten zijn gevonden. Zo bleek het type bloedvatnetwerk dat ontstaat afhankelijk te zijn van de mate waarin elk van de celtypen signaalstoffen afscheidt en er op reageert, en ook van waar de cellen zich op elk moment bevinden. In een ander onderzoek was te zien dat langwerpige bloedcellen helemaal zonder tussenkomst van chemische signaalstoffen een netwerk kunnen vormen.
Verschillende toepassingen mogelijk
De resultaten van dit onderzoek zijn niet alleen bruikbaar om processen van tumorgroei, oogaandoeningen of wondgenezing te begrijpen, maar zijn ook inzetbaar bij ontwikkelen van kunstmatige organen en weefsels (tissue engineering). Goed begrip van de processen achter bloedvatgroei maakt het mogelijk om kunstmatige weefsels te voorzien van hun eigen bloedvatnetwerk dat later aan het netwerk in het lichaam kan vastgroeien.
Biologische processen simuleren
Het simuleren van biologische processen met behulp van computers is een opkomend gebied binnen de biologie. Deze simulaties zijn met name waardevol bij het onderzoeken van de achterliggende mechanismen achter processen en patronen die in het laboratorium zijn gevonden. Op het CWI werkt een groep systeembiologen binnen het Life Sciences-thema aan het modelleren en simuleren van biologische systemen vanuit de invalshoek van wiskunde en informatica.
Meer informatie
Website CWI
Proefschrift High-throughput simulation studies of angiogenesis