Celtherapie is elke vorm van behandeling waarbij lichaamscellen worden ingezet om de patiënt te genezen of te ondersteunen. Het therapeutisch succes van celtherapie is afhankelijk van kwetsbaar biologisch materiaal; de cellen. Bij celtherapie is het effectief en reproduceerbaar ter plaatse krijgen van voldoende therapeutische en levende cellen essentieel. Tijdens de injectie ondervinden de cellen echter schadelijke mechanische stress, meer bepaald fluid shear stress (FSS), waardoor hun therapeutisch potentieel afneemt.

Om tijdens injectieprocedures FSS te minimaliseren en de therapeutische effectiviteit van de geïnjecteerde cellen te maximaliseren, is er nood aan een assay dat de FSS kwantificeert en dit in een breed gamma aan therapeutische celtypes.

Wanneer een cel onderworpen wordt aan mechanische stress reageert ze met een mechanotransductierespons: de cel vertaalt het mechanisch signaal, in dit geval FSS, in een intracellulair moleculair signaal dat stressgenen aanschakelt. De activiteit van de stressgenen kunnen we kwantificeren met een gevoelige moleculaire techniek, genaamd reverse transcriptase kwantitatieve PCR (RT-qPCR).

Na uitgebreid literatuuronderzoek hebben we een lijst van 6 kandidaatgenen geïdentificeerd die reageren op mechanische stressfactoren in verschillende celtypes. In de lijst van kandidaatgenen werden genen geselecteerd die specifiek op FSS reageren, alsook genen die reageren op DNA schade en heat shock stress. Vervolgens hebben we drie cellijnen geselecteerd relevant voor het onderzoek. Er werd een onderscheid gemaakt tussen één ‘niet-therapeutische’ cellijn en twee ‘therapeutische’ cellijnen. Deze laatste zijn relevant omdat gelijkaardige cellen gebruikt worden als celtherapie in de kliniek. Experimenteel is injectiestress nagebootst aan de hand van één chemische inductie en twee mechanische inductietechnieken. Deze twee mechanische technieken zijn relevanter aangezien ze dichter bij de realiteit van het injecteren van celtherapie staan, in vergelijking met de chemische inductie.

Twee van de zes stressgenen (EGR-1 en cFOS) reageerden op de chemische inductie van injectiestress, maar werden niet beïnvloed door de twee mechanische technieken die injectiestress simuleren. Mogelijks werd er onvoldoende stress geïnduceerd om cellulaire responsen waar te nemen. Uit de resultaten bleek bijgevolg de chemische inductie een goede positieve controle te zijn voor injectiestress, echter is deze verder van de realiteit verwijderd dan de twee mechanische inductietechnieken. Verdere optimalisatie van de twee laatste technieken is dus vereist om injectiestress op een correctere manier te bestuderen.

Op basis van de huidige resultaten was het dus niet mogelijk om één kwantificeerbaar, gevoelig en reproduceerbaar stressgen te selecteren voor het kwantificeren van FSS. Wel is er door middel van dit onderzoek de procedure van RT-qPCR geoptimaliseerd en aangetoond dat het een geschikte en gevoelige techniek is om de activiteit van stressgenen te evalueren.