Bij toeval ontdekt: cellen vangen in nanopiramides

Eigenlijk werkte fysicus Niels Tas met zijn collega’s in Twente aan microscopen. Preciezer: aan atoomkrachtmicroscopen. Daarin tast een ultradunne naald een oppervlak af – zo nauwkeurig dat zelfs individuele atomen zichtbaar worden. Tas en collega’s maakten met lithografietechnieken nieuwe varianten van deze naalden.

En toen kwamen ze een medisch bioloog tegen. De ontmoeting leidde tot een nieuwe loot aan het Twentse onderzoek: samen met Aart van Apeldoorn, de bioloog, gebruikt Tas zijn minuscule structuren nu óók om kraakbeencellen te bestuderen. Vorige week verscheen de vondst in vakblad Small (online).

De lithografietechniek van Tas en collega’s werd zelf ook bij toeval ontdekt. Hij laat zich nog het best vergelijken met het leegschrapen van een pak yoghurt met een ronde schraper. In alle hoeken en vouwen van het pak blijft dan een restje yoghurt zitten.

Zoiets gebeurt ook in het nanolab, als je een mal met uitsparingen eerst bedekt met een miniem laagje materiaal, en daarna dat laagje weer wegetst. Zijn de uitsparingen in de mal rond, dan gum je een gelijkmatig aangebracht laagje gemakkelijk weer uit. Maar hebben de uitsparingen scherpe punten en randen, dan blijven in die punten en randen restjes materiaal zitten.

„Wij onderzochten zo piramidepunten”, zegt Tas. De fysici legden op die punten een ander materiaal en etsten daarna juist de punt weer weg. Zo maakten ze minuscule piramides met een opening in hun top. En in elk daarvan past precies één cel, merkte toen Van Apeldoorn op, zoals dus een kraakbeencel uit runderbeenderen.

Het mooie is dat die cel weinig hinder ondervindt van de dunne draadjes die het piramidekooitje vormen. De cellen blijven dus rond, terwijl ze in tot dusver gebruikte ‘kooitjes’, met membranen en poriën, altijd platgedrukt werden. En ze kunnen op hun omgeving reageren.

Door de piramides dichter of verder van elkaar te plaatsen kan het team zien wanneer cellen samen weefsel beginnen te vormen. Tas: „De volgende stap is een 3D-structuur – een kerstboom van piramides – zodat we het proces van weefselgroei nog beter kunnen nabootsen.”