Hij promoveerde op 26 maart op het proefschrift "Single-cell mechanisms for Disease Biology and Pharmacology." Het resulterende artikel werd gepubliceerd door Materials Advances .

Binnen een tumor groeien cellen dicht bij elkaar in weefsel waar ze niet thuishoren. Daarom is er meer druk van gepakte cellen. Cellen reageren hierop door hun structuur te versterken, net zoals onze botten sterker worden als ze aan meer stress worden blootgesteld.

De stijfheid van cellen speelt waarschijnlijk ook een rol bij lekkende bloedvaten. Bloedvatcellen kunnen minder stijf of zelfs enigszins vloeibaar worden. Virussen zoals Ebola zijn dodelijk als gevolg van hemorragische koorts, waarbij bloedvaten beginnen te lekken. Evers is erin geslaagd de stijfheid van cellen te meten.

Als student Biomedische wetenschappen vond Evers biofysica zo interessant dat hij ervoor naar Siberië wilde gaan. "In Tomsk was het soms -40 graden, maar ik heb ook +40 meegemaakt." In 2016/17 heeft hij er een geweldige tijd gehad, toen hij de eerste helft van zijn dubbele masteropleiding afrondde. De andere helft was biomedisch van aard, terug in zijn geboortestad Maastricht. "In Leiden kon ik beide vakgebieden combineren."

Een macrofaag moet kunnen vervormen

Evers kon zijn avontuurlijke kant goed tot uitdrukking brengen in het laboratorium van Alireza Mashaghi op het LACDR. "We bestuderen de mechanische eigenschappen van cellen:hun stijfheid en viscositeit. Deze zijn onder meer van groot belang bij de immuunrespons op ziekten." Een macrofaag die bijvoorbeeld een ziekteverwekker opslokt, moet zich er soepel omheen kunnen vervormen.

Deze mechanische eigenschappen spelen ook een rol bij kanker. "In een tumor worden sommige cellen zachter en minder stijf. Deze cellen kunnen gemakkelijker door het lichaam migreren, wat gebeurt bij uitgezaaide kanker."

Bij leukemie, waarbij monocytische immuuncellen worden aangetast, veranderen hun mechanische eigenschappen. "Als we dat nauwkeurig kunnen meten, zou de stijfheid van dergelijke cellen een manier kunnen zijn om de ziekte te diagnosticeren." Celstijfheid wordt dan een zogenaamde biomarker.

Evers werkte onder meer met optische pincetten. Met dit apparaat kunnen wetenschappers bijvoorbeeld een DNA-streng vasthouden, eraan trekken en vervolgens meten hoe strak deze is opgewonden. "Ik heb het pincet zo aangepast dat je een cel tussen twee glaskralen kunt klemmen. Door de kralen met een bepaalde kracht tegen elkaar te drukken en te kijken naar de rek die de cel ondergaat, bepalen we de stijfheid van de cel."

In de buurt van tumoren gebeurt er iets vreemds met macrofagen. Terwijl sommigen van hen tumorcellen opruimen zoals gehoopt, omringen anderen de tumor en beschermen ze feitelijk de tumorcellen. Evers wilde bewijzen of deze verschillende subtypen immuuncellen herkenbaar zijn aan hun stijfheid.

Hij haalde macrofagen uit gezond borstweefsel van muizen en tumor-geassocieerde macrofagen uit muizen met borstkanker. "De macrofagen die de tumor beschermden, hadden een hogere stijfheid."

Een nieuw vakgebied in de biologie

“Met onze mechanobiologie willen we een nieuw vakgebied binnen de biologie introduceren”, zegt Evers. Bij het bestuderen van genen praten biologen over genomica. Als het om eiwitten gaat, noemen ze dat proteomics. Onderzoek naar de stofwisseling is metabolomics. Uit de resultaten van Evers blijkt dat er nog meer relevante aspecten zijn. "Mechanomie voegt de dimensie toe van mechanische eigenschappen zoals stijfheid en viscositeit."

Evers' begeleider Alireza Mashaghi is zeer tevreden over het werk van zijn Ph.D. kandidaat. "Hij introduceerde de mechanica in het onderzoeksveld van de immunologie en droeg zo bij aan de opkomst van het vakgebied van de mechano-immunologie. Hij slaagde erin technieken toe te passen om de mechanische eigenschappen van immuuncellen tijdens ziekte te meten."

Het avontuur is nog niet voorbij. “Ik blijf bij de afdeling, nu als postdoc-onderzoeker. Ik heb lang aan de technologie gewerkt, en de resultaten kwamen pas op het einde. Ik doe nu onderzoek naar ziektes waarbij bloedvaten lekken, wat ook moet hebben te maken met de mechanische eigenschappen van bloedvaten."

Virussen zoals Ebola zijn dodelijk als gevolg van hemorragische koorts met lekkende bloedvaten. Dit houdt ook verband met veranderende mechanische eigenschappen van bloedvatcellen. Er valt dus nog veel te ontdekken voor eencellige mechanobioloog Evers.

Meer informatie: Tom M.J. Evers et al., Eencellige analyse van de mechanica van aangeboren immuuncellen:een toepassing op de immunologie van kanker, Materials Advances (2024). DOI:10.1039/D3MA01107K

Aangeboden door Universiteit Leiden