These first weeks in the lab are all about learning new techniques and methods for me. To answer the questions from my research plan, I will use special methods and techniques to study the function of blood vessels. The lab I am currently at, the Medical College of Wisconsin in the US, specializes in these techniques, which is one of the reasons I specifically choose this lab.
[ om deze blog in het Nederlands te lezen, scroll naar beneden ]
Since I have never used most of these methods before, I first need to master these new techniques and methods before I can start my own experiments. Learning new things always comes with various emotions in a specific order: curiosity, determination, frustration, disappointment, resignation, and, if I finally succeed, pride. You can probably imagine that most of these emotions have already surfaced multiple times.
The technique at the top of my list to learn is called pressure myography. In short, it is a technique that allows us to measure how well a blood vessel functions by adding it into a system that mimics normal conditions in the body. In practice, this means that after I have collected a piece of tissue—this could be heart or fat tissue that surgeons have removed during a particular operation (see also my previous blog human waste tissue) — I use a microscope to search for tiny blood vessels. When I talk about small blood vessels, I mean vessels that are 100-200 micrometers thick, just slightly thicker than a human hair. Yesterday, I spent two hours sitting behind a microscope, using my preparation kit; sharp forceps, and a tiny pair of scissors, to extract a blood vessel from a piece of heart tissue. This is one of the hardest steps to me, because if I do not relax properly, my tweezers and scissors shoot into all directions under the microscope, which could make me cut a hole in the blood vessel after spending a long time removing the surrounding tissue. And once the blood vessel has a hole, it is no longer usable for experiments.
The blood vessels I dissected yesterday, spent the night in a small container of special fluid in the fridge. When I look at the vessels under the microscope this morning, they look better than I remember. A blood vessel is essentially a hollow, flexible tube that can transport blood and a good-looking blood vessel, means a blood vessel that looks like a long, intact tube with not too much tissue on the outside, so the inside of the tube (where blood would normally flow) is clearly visible. It is my next task to carefully slide both ends of the blood vessel over two very thin glass pipettes and tie them in place in a small bath filled with 20 milliliters of fluid containing substances that keep the blood vessel alive. When I finally mange to do just that — with a lot of fiddling, patience, and cramped hands — I place the bath with the blood vessel under the video microscope. Now I can see the blood vessel on the video screen and gently fill its inside with the same fluid as the one in the bath, feeling both relieved and proud. The blood vessel appears as a straight tube with two dark edges, representing the vessel wall. But there is no time to waste, I immediately move on to a second blood vessel that I also want to mount, so I can conduct two different experiments. By early afternoon, when both vessels are under the video microscope, I make sure the pressure of the fluid inside the vessel matches the pressure they would experience in the body as the heart pumps blood. Since the vessels need at least half an hour to adjust to this pressure, I take a lunch break.
When I return after my break, one of the blood vessels has disappeared from one of the two screens. It turns out that the vessel was not tied tightly enough to one of the glass pipettes and it slipped off. There is nothing else to do but grab my preparation kit again and reattach the vessel to the glass pipette. After mounting the vessel for the second time and seeing it appear on the video screen, the time has finally come to start my “real” experiment. For the experiment I start a slow flow of the fluid inside the vessel. On the screen, I can see the two walls of the blood vessel move slightly apart and make a little happy dance. This is exactly what is supposed to happen and shows that the vessel is alive. The blood vessel senses the flow inside and responds by actively dilating with the help of the muscles in its wall. It is so fascinating to see the vessel functioning. Right now, it still happens quite often that after going through all the steps and being ready to start the experiment, the vessel no longer lives. I an sure it will take a while before I truly master everything, but the more reason to at least celebrate these small victories.
…………………………………………………………………………………………………………………………………
Experimenteren met Bloedvaten
Om de vragen uit mijn onderzoeksplan te kunnen beantwoorden, zal ik gebruik maken van speciale methodes en technieken om de functie van bloedvaten te onderzoeken. Het lab waar ik nu ben bij Medical College of Wisconsin in de VS, is gespecialiseerd in deze technieken en dat is dan ook één van de redenen waarom ik specifiek naar dit lab ben gekomen.
Omdat ik nog nooit van deze methodes gebruik heb gemaakt, zal ik dus voordat ik echt aan mijn eigen experimenten kan beginnen, eerst deze nieuwe technieken en methodes onder de knie moeten krijgen. Het leren van nieuwe dingen gaat bij mij altijd gepaart met verschillende emoties in een specifieke volgorde: nieuwsgierigheid, vastbeslotenheid, frustratie, teleurstelling, gelatenheid, en als het dan toch uiteindelijk lukt trots. Je kunt je dus waarschijnlijk wel voorstellen dat de meeste van deze emoties al verschillende keren de revue gepasseerd zijn.
De techniek welke bovenaan mijn lijst stond om als allereerste te leren heet druk myografie. Kort gezegd is het een techniek waarmee we kunnen meten hoe goed een bloedvat functioneert door het in een systeem op te hangen welke de normale omstandigheden in het lichaam nabootst. In de praktijk betekent dit dat als ik een stuk weefsel heb opgehaald – dit kan hart of vetweefsel zijn wat door chirurgen wordt weggesneden om een bepaalde operatie uit te kunnen voeren, zie ook mijn vorige blog humaan afval weefsel – ga ik met behulp van een microscoop opzoek naar hele kleine bloedvaten. Als we het over kleine bloedvaten hebben hebben we het over bloedvaten van 100-200 micrometer, dat is net iets dikker dan een menselijke haar. Gisteren heb ik al twee uur achter een microscoop gezeten om met behulp van mijn preparatie setje, hele scherpe pincetten en een mini schaartje, een bloedvat uit eens stukje hartweefsel te halen. Dit is een stap die ik het allermoeilijkste vind, want als ik niet goed ontspan schieten mijn pincetten en schaartje alle kanten op onder de microscoop en knip ik binnen de kortste keren een gat in het bloedvat waarbij ik net een tijd lang bezig ben geweest het omliggende weefsel te verwijderen. En als er een gat in een bloedvat zit, is het meteen niet meer bruikbaar voor de experimenten.
De bloedvaten die ik heb uitgesneden hebben vanacht in een klein bakje speciale vloeistof in de koelkast gestaan, en als ik het bloedvat vannochten weer onder de microscoop zien ze er eigenlijk beter uit dan ik mij herinnerde. Een bloedvat is eigenlijk gewoon een hol flexibel buisje dat bloed kan vervoeren. Als ik zeg dat een bloedvat er mooi uit ziet bedoel ik dat het eruit ziet als een lang intact buisje, zonder al te veel weefsel aan de buitenkant, waardoor de binnenkant van het buisje (waar normaal gesproken bloed in zit) goed zichtbaar is. Mijn taak nu is om mijn preparatie setje weer tevoorschijn te halen om in een badje gevuld met 20 mililiter vloeistof dat stoffen bevat welke het bloedvat in leven houden, allebei de uiteindes van dit bloedvat in om twee hele dunne glazen pipetje heen te schuiven en vast te binden. Als ik dat – na heel wat gestoei, gedult, en verkrampte handen – voor elkaar heb gekregen kan ik het badje met het bloedvat eindelijk onder de videomicroscoop plaatsen. Als het bloedvat in beeld is op het beeld scherm laat ik de binnenkant van het bloedvat voorzichtig vollopen met dezelfde vloeistof als degene in het badje. Ik kijk opgelucht en trots naar het bloedvat dat ik op het scherm zie, een recht buisje met twee donkere randen welke de bloedvat want voorstellen. Ik ga meteen door met een tweede bloedvat die ik ook wil ophangen zodat ik twee verschillende experimenten kan doen. Als allebei de bloedvaten dan aan het begin van de middag allebei onder de videomicroscoop staan, zorg ik dat de druk van de vloeistof aan de binnenkant van het bloedvat precies hetzelfde is als de druk die ze in ons lichaam zouden ervaren van ons hart bloed rondpompt. Omdat ze minimaal een half uur aan deze druk wennen heb ik nu even tijd voor een lunch pauze.
Als ik na mijn pauze terugkom bij mijn bloedvaten zie ik ineens geen bloedvat meer op één van de twee schermen. Blijkbaar heb ik het ene bloedvat niet goed genoeg vastgeknoopt, waardoor het van één van de glazen pipetjes af is geschoten. Er zit niks anders op dan om mijn prepaar setje er weer bij te pakken en het bloedvat weer opnieuw op het glazen pipetje te hangen. Als ook dat bloedvat voor de tweede keer op het digitale scherm zichtbaar is, is het dan eindelijk tijd om mijn “echte” experiment te gaan beginnen. Hierbij laat ik de vloeistof aan de binnenkant van het bloedvat, langzaam stromen. Op het scherm zie ik de twee wanden van het bloedvat een klein stukje uit elkaar gaan en ik maak een klein vreugdedansje. Dit is precies de bedoeling en laat zien dat het bloedvat leeft. Het bloedvat voelt de stroming aan de binnenkant, en reageert daarop door actief te verwijden met behulp van de spieren die zich in de wand van het bloedvat bevinden. Het is zó fascinerend om het bloedvat werkelijk te kunnen zien functioneren. Op dit moment gebeurt het nog erg vaak dat als ik alle stappen heb doorlopen en klaar ben om het experiement te starten, het bloedvat niet meer leeft. Het zal ook nog wel even duren voordat ik alles echt helemaal onder de knie heb, maar daarom voelen deze kleine overwinningen extra goed.
