‘Na de transitie van 2D- naar 3D-kweek zagen we de cellen krimpen’, vertelt promovendus Marieke Meteling. Cellen in een 3D-celcultuur zijn kleiner en dichter opeengepakt – een fenomeen dat onderzoekers aanduiden als crowding. Dit in tegenstelling tot de veelgebruikte en goedkopere 2D-techniek, waarbij cellen op een laag plastic worden opgekweekt. Meteling ging in haar promotie bij de Universiteit Twente onder begeleiding van Jeroen Leijten in op de vraag of deze verandering in celvolume ook het gedrag van de cel beïnvloedt.

Meteling begon haar promotieonderzoek in maart 2020 en de pandemie had invloed op de vormgeving van haar traject. Omdat ze in haar masterstage al ervaring had opgedaan met crowding werd het de focus van het begin van haar promotieonderzoek. ‘In het socially distanced-lab spraken we af: je kon verder met de technieken en apparaten die je al kent, maar als je een collega nodig had voor het leren van iets nieuws moest dat worden uitgesteld.’

Die keuze vormde het vertrekpunt voor haar verdere experimenten. ‘In 3D gedragen cellen zich meer zoals in een menselijk lichaam. Dat klinkt heel intuïtief, maar we wisten niet waarom.’ Meteling ontdekte dat de celmassadichtheid van cellen in een 3D-kweek hoger is dan in 2D. ‘Het cytosol, de vloeistof in de cel waarin de organellen liggen, vermindert. Daardoor zitten moleculen en structuren dichter op elkaar. Dit beïnvloedt zowel de processen als de structuren binnen de cel, zoals het metabolisme en het cytoskelet. De interacties tussen die processen sturen celgedrag.’ 

Ze testte dit met stamcellen die ze liet differentiëren tot kraakbeen. ‘Al met al toont mijn proefschrift aan dat het celvolume en de mate van crowding van een cel belangrijke parameters zijn die meegenomen moeten worden als je levende weefsels probeert te maken of een celniveaumodel voor een ziekte nabootst.’

Meteling verdedigde haar proefschrift op 2 februari. Haar verdediging omschrijft ze ontspannen: ‘Ik vond het leuk om met andere wetenschappers te discussiëren over hoe het allemaal werkt. Dingen ontdekken en begrijpen vind ik het allerleukst aan onderzoek doen.’

Ze is een jaar geleden als postdoc begonnen in het Load-consortium. Ze onderzoekt de mechanische eigenschappen van de micro-omgeving van kraakbeencellen. ‘We denken dat dit ook het celvolume kan veranderen en een rol kan spelen in ziektes. Met die kennis kunnen we celgedrag mogelijk gericht sturen, en hopelijk uiteindelijk behandelingen verbeteren.’