Structurele analyse van menselijk weefsel

Achtergrond De huid is een groot orgaan dat deelneemt aan vele beschermende en homeostatische processen. De functies van de huid zijn grofweg in te delen in systemisch en lokaal; beide zijn met elkaar verbonden, maar relaties worden slecht begrepen en het bestuderen ervan vereist een aanpak op meerdere schaalniveaus. Met name voor de lokale reacties die worden gemedieerd door activering van proteolytische en signaalroutes zoals coagulatie en ontsteking, komt de relevante schaal overeen met de micrometer- en nanometerafmetingen van respectievelijk cellen en macromoleculen. Er is zeer weinig informatie over de fysisch-chemische kenmerken van de huid op deze schalen.

Doelstelling De onderzoekers stellen voor om verse menselijke huidmonsters te analyseren met behulp van verschillende up-to-date technologieën om parameters te verkrijgen over de mechanische, biochemische en structurele verdeling van de hoofdcomponenten van de capillaire weefseleenheid.

Hypothese/Achtergrond Onze werkhypothese is dat zowel structurele componenten van de dermis, zoals glycosaminoglycanen, als sleutelmediatoren van homeostatische routes, zoals de procoagulerende weefselfactor, niet gelijkmatig verdeeld zijn langs parallelle vlakken. De onderzoekers veronderstellen verder dat de distributiepatronen functionele en mechanische verschillen langs huidlagen bepalen.

Methoden Met behulp van een dermatoom wordt de menselijke huid ontleed langs vlakken evenwijdig aan de epidermis in verschillende lagen van elk ongeveer 0,0012 mm dik. De lagen zullen geanalyseerd worden op samenstelling van diffundeerbare eiwitten en glycosaminoglycanen; onderworpen aan MRI- en AFM-scanning met hoge resolutie; en beoordeeld op zwellingssnelheid en evenwichtszwellingsdruk.

Betekenis Deze studie zal nieuwe informatie opleveren over materiaalkenmerken en functionele structuur van de menselijke huid met resoluties die relevant zijn voor de macromoleculaire en cellulaire processen die lokale reacties op letsel mediëren en lokale homeostatische mechanismen in stand houden. De gegevens zullen verder worden verwerkt om realistische parameters te verkrijgen die nodig zijn om voorspellende modellen van de huidcapillaire weefseleenheid te ontwikkelen. Deze modellen zullen nieuwe en diepere inzichten verschaffen in huidfysiologie en -pathologie en zullen helpen bij het ontdekken en testen van nieuwe preventieve en therapeutische benaderingen gericht op disfuncties van het lokale homeostatische evenwicht in de huid. Door gebruik te maken van de veelzijdigheid van wiskundige simulaties in het huidmodel, kunnen de bevindingen mogelijk ook worden toegepast op andere weefselorganen.