4D Imaging voor Mechanobiology (AKUL/17/032)

Mechanische krachten zijn cruciaal voor biologische processen en voor het behoud van normale weefselfysiologie alsook de ontregeling hiervan, wat leidt tot degeneratie en ziekte. Het in vitro nabootsen en vizualizeren van deze fenomenen is belangrijk om onderliggende mechanismen beter te begrijpen en nieuwe strategieën voor weefselengineering en regeneratieve geneeskunde alsook in vitro ziektemodellen te ontwikkelen. Zowel het actief mechanisch stimuleren van 3D in vitro gekweekte weefselconstructs als de visualisatie van de biologische effecten hiervan in optisch dense (micro) weefsels zijn uitdagend. In dit voorstel brengen we verschillende KU Leuven onderzoeksgroepen samen met een interesse in mechanobiologie, de studie van de interactie tussen mechanische krachten en biologische respons, om onderzoeksuitrusting te bekomen die mechanische stimulatie van 3D in vitro weefsels combineert met geavanceerde twee-foton microscopie voor beeldvorming van (‘diepe’) cel- en weefseldynamiek. Deze nieuwe combinatie zal ons in staat stellen om gedurende meerdere dagen tot weken multicellulaire organisatie en maturatie op te volgen onder invloed van mechanische stimulatie voor verschillende stamcelgebaseerde weefsels, zoals lever, skelet- en hartspier, kraakbeen, bot en bloedvaten. Deze uitrusting, uniek in Vlaanderen, is tevens cruciaal voor de ontwikkeling van nieuwe, valorizeerbare technologieën, waaronder biomaterialen, beeldvorming en computermodellen voor biomedische toepassingen.