ARGOS - Oogheelkunde

Wie is ARGOS?

ARGOS, genoemd naar de Griekse mythe van Argus Panoptes, is een jonge en dynamische onderzoeksgroep met 5 doctoraatsstudenten onder begeleiding van postdoctoraal onderzoekers dr. Bert Van den Bogerd en dr. Debbie Le Blon, en ondersteund door professor Carina Koppen (diensthoofd oogheelkunde – Universitair Ziekenhuis Antwerpen (UZA)).

De focus van het ARGOS-lab ligt op weefselkweek en regeneratieve geneeskunde van het menselijke hoornvlies (de cornea). Hiermee trachten onze onderzoekers nieuwe therapieën en oplossingen te ontwikkelen om een beschadigd of ziek hoornvlies te herstellen.

Opbouw van het hoornvlies

Het hoornvlies bevindt zich aan de voorzijde van het oog en kenmerkt zich door zijn doorzichtigheid en convex oppervlak. De belangrijkste functies van het hoornvlies is zorgen voor een helder en gefocust zicht door lichtbreking, als ook de bescherming tegen stof en partikels van buitenaf. Vijf verschillende lagen kunnen onderscheiden worden: (1) Epitheel, (2) Membraan van Bowman, (3) Stroma, (4) Membraan van Descemet, en (5) Endotheel.

​Doorsnede van het voorste deel van het oog. Illustratie door Jessica Leenen, oogheelkundig illustrator.

Het onderzoek binnen ARGOS

Het hoornvlies is door zijn transparante karakter een onzichtbaar laagje aan de oppervlakte van het oog. Desalniettemin, bestaat het uit verschillende lagen en speelt de traanfilm en voorste oogkamer een belangrijke rol in het behoud van een gezond en functionerend hoornvlies. Het nabootsten van deze dynamische omgeving is dan ook een wetenschappelijke uitdaging.

1. Cornea-on-chip: Een miniatuurmodel van het menselijke hoornvlies

Drie gepassioneerde doctoraatstudenten binnen ARGOS hebben de focus van hun onderzoek gericht op de ontwikkeling van een “cornea-on-chip”, met andere woorden, de realisatie van een dynamisch miniatuurmodel van het hoornvlies. De chip omvat enerzijds alle verschillende type hoornvliescellen die we ook terug vinden in het echte oog en anderzijds kanalen die de traanfilm en voorste oogkamer weerspiegelen. De chip kan daardoor beschouwd worden als een microscopisch klein laboratorium waarin de structuur en functie van het menselijke hoornvlies wordt nagebootst.

Met de ontwikkeling van de cornea-on-chip trachten we dus een representatief model te creëren dat de complexiteit weergeeft van het echte hoornvlies wat bijgevolg een waardig alternatief kan bieden voor dierproeven. Het doel van onze oogheelkundige onderzoekers is dan ook om de chip in te kunnen zetten voor toxiciteitsstudies of om nieuwe oogmedicatie te testen die de levenskwaliteit van mensen met hoornvliesziekte zoals Fuch’s dystrofie kan verbeteren.

De binnenste laag van het hoornvlies, het endotheel, heeft een cruciale rol in het behoud van transparantie van het hoornvlies. Door aandoeningen zoals Fuch’s endotheeldystrofie vertroebelt het zicht, wat tot slechtziendheid en in extreme vormen tot blindheid kan leiden. Tot op vandaag is er maar één behandeling mogelijk: het transplanteren van het hoornvliesendotheel afkomstig van een overleden donor.

Wereldwijd wachten er dan ook talloze mensen op een hoornvliesendotheel transplantatie. Helaas is er een duidelijk donortekort. Er is dus dringend nood aan een alternatief.

2. Een kunstmatig hoornvliesendotheel voor transplantatie

Samen met onze collega’s van de Universiteit Gent, Vrije Universiteit Brussel, Maastricht University en Universiteit Leiden, werkt ARGOS aan de ontwikkeling van een kunstmatig hoornvliesendotheel. Dit bestaat uit twee belangrijke onderdelen: een uniek synthetisch membraan, en hoornvliesendotheelcellen die we in het laboratorium kweken uit stamcellen.
Het membraan dient als ondersteuning voor de hoornvliesendotheelcellen, die een cruciale rol spelen in het helder houden van het hoornvlies. Het membraan wordt zo ontworpen dat het niet alleen de juiste eigenschappen heeft om de cellen te ondersteunen, maar ook makkelijker is om chirurgisch te plaatsen dan een donorhoornvlies.
Met dit kunstmatig, gebruiksklaar en gebruiksvriendelijk hoornvlies hopen we in de toekomst veel meer patiënten te kunnen helpen – zónder afhankelijk te zijn van donoren.

3. Een oogdruppel die het hoornvlies endotheel herstelt

Naast het maken van een kunstmatig hoornvliesendotheel in het laboratorium, zijn onze onderzoekers ook gericht op het stimuleren van de nog aanwezige gezonde hoornvliesendotheelcellen. Hoewel dit in eerste instantie onwaarschijnlijk lijkt - het aantal hoornvliesendotheelcellen daalt gedurende het mensenleven en de capaciteit om te vermenigvuldigen lijkt niet aanwezig te zijn bij de cellen - bestaan er toch situaties waarbij de chirurg verbetering ziet optreden van het zicht bij patiënten die geen donortransplantaat hebben gekregen. Het lijkt er dus op dat de resterende gezonde cellen op eigen kracht aan de slag zijn gegaan om het endotheel te herstellen.

De farmacologische onderzoekers binnen ARGOS hebben dan ook als doel een geneesmiddel te vinden dat de hoornvliesendotheelcellen kan stimuleren om te vermenigvuldigen en bewegen, via de toediening van een oogdruppel.

Een oogdruppel ter herstel van het hoornvliesendotheel kan op verschillende manieren ingezet worden. Naast het gegeven dat deze als vervanging kan dienen van een donortransplantatie, kan de waarde ook liggen in het uitstellen van een toekomstige donortransplantatie of in het verlengen van de levensduur van een reeds uitgevoerde transplantatie.