Sander Leeuwenburgh is niet alleen hoogleraar regeneratieve biomaterialen, hij is ook een vriendelijke en bedachtzame man, zo blijkt uit ons gesprek. Ondanks dat we niet fysiek konden afspreken, brengt dat ook voordelen met zich mee, vindt Leeuwenburgh. ‘Online vergaderen is natuurlijk niet hetzelfde als face-to-face’, stelt hij vast. ‘Maar het scheelt heel veel tijd en gereis. Een tijdje terug heb ik bijvoorbeeld een lezing mogen geven voor een Chinese onderzoeksgroep. Normaal ben je daar best wat tijd aan kwijt en belast je het milieu door te vliegen, maar nu zat ik een kwartier van tevoren nog aan de koffie met mijn vrouw.’  

Leeuwenburghs onderzoek richt zich op de ontwikkeling van biomaterialen bestaande uit nanodeeltjes. ‘Deze materialen zijn poreus, zelfhelend, en geven medicijnen direct in cellen af. Daardoor kun je botschade, veroorzaakt door ziekten zoals infectie en kanker, effectief behandelen.’  

‘Een master klassiek piano combineren met mijn PhD voelde als noodzaak’ 

Als ik hem vraag naar een hoogtepunt uit zijn bijna twintigjarige carrière, moet hij lachen. ‘Pfoeh, twintig jaar is wel confronterend als je het zo zegt.’ Maar vervolgens deelt hij mee dat hij heel blij is met de Vici-grant die hem twee jaar geleden is toegekend, hoewel dat geen doel op zichzelf was. ‘Ik leef niet zozeer voor de standaardbeloningen als publicaties en citaties, hoewel die wel nodig zijn. Wat ik belangrijker vind: ben ik gegroeid als persoon, als mentor en als onderzoeker? Zo’n Vici laat zien dat je stappen hebt gezet.’

Na je master materiaalkunde begon je aan een PhD aan de afdeling Tandheelkunde van het Radboudumc. Had je keuze ook met tanden te maken? 

‘Niet per se, ik wilde geen tandarts worden of iets dergelijks. Ik was meer in brede zin op zoek naar de interactie tussen materialen en biologische systemen. Op de TU was dat destijds lastig, dus zocht ik een medische omgeving. De afdeling Tandheelkunde was en is een van de leidende groepen op het gebied van biomaterialen in de wereld. Het is ook een vakgebied waar veel biomaterialen worden getest en toegepast, denk maar aan een vulling, een implantaat of een kroon. Daardoor vindt er binnen de Tandheelkunde traditioneel veel onderzoek plaats naar botvervangende materialen.’ 

Tijdens je PhD heb je ook een master gehaald op het conservatorium als klassiek pianist. Twijfelde je tussen musicus en wetenschapper? 

‘Nu ik terugkijk, denk ik dat ik evenwicht zocht. Ik was net zes jaar lang alleen maar bezig geweest met redeneren, ordenen, oorzaak-gevolg-denken, noem maar op, dus ik had een tegenwicht nodig voor de rationaliteit van de wetenschap. Voor een onderzoeksproject was ik een jaar in Zürich. Daar was een kapelletje met een piano, en toen ik daar wat stukken op probeerde te spelen, was mijn interesse voor klassiek piano gewekt. Tijdens de toelatingsprocedure van het conservatorium werd me nog de vraag gesteld waarom ik de opleiding op relatief late leeftijd wilde doen. Ik antwoordde dat het eerder een kwestie van moeten dan willen was. De combinatie was heel druk, maar omdat muziek zo anders is dan onderzoek doen, zorgde het voor een prachtig evenwicht. De combinatie van muziek en wetenschap werkte voor mij heel relativerend waardoor er altijd wel iets was dat lekker ging.’ 

Het helpt dus ook in je wetenschapsbeoefening. 

‘In zekere zin wel ja. Zoals ik al zei komt er veel kijken bij het leiden van een onderzoeksgroep, je bent soms heel breed en warrig bezig. Als ik dan ’s avonds thuiskom, kan ik me even helemaal focussen op muziek. Het is iets expressiefs, iets wat je kunt uiten en waarbij je het publiek mee kunt nemen. Je moet heel je gevoel erin leggen, en het is fijn dat ik die kant van mezelf via muziek ook tot uiting kan brengen.’ 

‘Ik was meer in brede zin op zoek naar de interactie tussen materialen en biologische systemen’ 

Na je PhD was je onderzoeker in respectievelijk de VS en Japan. Dat lijken me twee heel verschillende wetenschapsculturen in vergelijking met elkaar en met Nederland. 

‘Ja, ik was daar nieuwsgierig naar. In mijn ogen zijn er drie bepalende culturen in de wetenschap, de Europese, de Amerikaanse en de Aziatische, en van alle drie wilde ik wat meemaken. Vlak na het indienen van mijn proefschrift ging ik naar Rice University. Dat was super leerzaam, het was een goede universiteit en ik heb daar met polymeren leren werken. Via congressen en een persoonlijke reis raakte ik geïnteresseerd in Azië. Het gaat daar op heel veel vlakken totaal anders, maar ik had het in Japan wel meer naar mijn zin. Na die reizen besef je wel hoe Europees je zelf eigenlijk bent.’ 

Kun je een voorbeeld geven van iets dat indruk op je heeft gemaakt? 

‘Ik zou uren kunnen praten over mijn ervaringen in Japan, maar wat het meest is blijven hangen zijn de werktijden. Kyoto University is de op één na beste universiteit daar en is zodoende heel prestigieus. Je hebt dan werktijden van half negen ’s ochtends tot tien uur ’s avonds, je werk wordt zo je nieuwe familie. Als je mee wilt doen in die cultuur moet je je privéleven opzijzetten. Ik ervoer eerst veel weerstand, maar als je je eenmaal overgeeft dan geeft deze beperking ook een bepaalde rust.  

In de jaren die volgden heb ik wel geprobeerd om aspecten van de Japanse cultuur over te nemen: werken in kleine gefocuste groepen, wekelijkse updates geven, dat werkt allemaal best goed. Het idee van ‘zo moet het’ heb ik daardoor opgegeven, want groepsdynamiek kan over drie jaar weer anders zijn. Mijn tijd in het buitenland heeft ook geholpen om internationale studenten beter te begrijpen. Ik ben echt een voorstander van die uitwisseling.’ 

In 2017 hebben we een van je papers uit Advanced Materials  over injecteerbaar zelfhelend kunstbot behandeld. Toen was het nog een modelsysteem, hoe ver zijn jullie nu? 

‘We zijn er weer mee aan de slag. Die publicatie was namelijk het eindpunt van een promovendus. We hebben daarna nog wel een eerste preklinische test gedaan met een soortgelijk systeem in een diermodel, en dat ging heel goed. Het materiaal bleef op zijn plek, het ingroeien van de cellen en het vervangen van het botweefsel gingen heel snel. De nanodeeltjes van dat materiaal zijn ook geschikt om medicijnen in een cel te brengen. Zo waren er dus een aantal veelbelovende vervolgstudies, maar op een gegeven moment was het geld op. Omdat het erg druk was – en ik niet kan toveren – heb ik tussendoor bijna niet aan subsidieaanvragen kunnen werken. Toen ben ik dat weer gaan oppakken, maar het project heeft tot de Vici vrijwel stilgelegen.’ 

Dus je gebruikt je Vici om dit nieuw leven in te blazen. 

‘Ja, met name voor die zelfhelende biomaterialen, waarbij we kijken naar het mechanisme achter dit zelfhelende gedrag, de interactie van ons materiaal met cellen en weefsels, en de wijze waarop we deze kennis voor behandeling van ziektes kunnen toepassen. Het menselijk lichaam kan zichzelf namelijk best goed regenereren, maar met veroudering gaat de regeneratieve capaciteit naar beneden, vooral als je ziek bent. Bij botten zie je dat botkanker en botinfectie zorgen voor een minder herstellend vermogen. Daar zijn nog geen specifieke materialen voor gemaakt; wat tot nu toe ontwikkeld is, is maar heel beperkt effectief omdat het nooit voor toepassing in ziek bot is ontworpen.’ 

‘Na reizen besef je pas hoe Europees je bent’  

Je nieuwste project is Platibone, waarin je radioactief platina naar botkankercellen stuurt. Hoe is dit project tot stand gekomen? 

‘Ja, dat is een interessante. Ik heb een onderzoeksaffiliatie met de National Research Council van Italië (Institute for Science and Technology of Ceramics in Faenza, red.) en via dat instituut kwam ik in contact met onderzoekers van de Italiaanse Universiteit van Bari Aldo Moro. Zij hebben een van de beste groepen op het gebied van biokeramiek (zie kader, red.) en we zijn met hen gaan samenwerken aan biokeramische nanodeeltjes.  

Uit die samenwerking kwam PlatiBone voort. Het gekke voor mij als materiaalwetenschapper is dat er in dit project helemaal geen biomaterialen meer voorkomen. ‘Plati’ komt van platina, wat zorgt voor DNA-schade bij sneldelende cellen zoals bij kanker het geval is. Samen met de Bari-groep koppelden we platina aan bisfosfonaten, stoffen die heel specifiek naar bot trekken. Alles wat je aan een bisfosfonaat koppelt gaat daar dus ook rechtstreeks daarnaartoe. Met hulp van het reactorinstituut in Petten maken we radioactief platina dat we binden aan de bisfosfonaten. Radioactief platina is zowel een gammastraler als een Auger-straler (het zendt elektronen uit door de energie van terugvallende elektronen in een platina-atoom, red.). De gammastraling kunnen we gebruiken voor diagnostiek, en de Auger-elektronen zorgen voor DNA-schade. Maar hoe we precies op het idee van radioactiviteit zijn gekomen, tsja… Onderzoek is vaak moeilijk te plannen, soms kom je tot ideeën door willekeurige gesprekjes, in de wandelgangen of op conferenties. Dat was hierbij ook het geval.’ 

‘Het idee van ‘zo moet het’ heb ik opgegeven, want groepsdynamiek kan over drie jaar weer anders zijn’ 

Hoe ziet de toekomst van PlatiBone eruit? 

‘Met PlatiBone hopen we aan te tonen dat op deze manier tumorgroei in botten daadwerkelijk kan worden tegengehouden. Omdat er vrij weinig geschikte modellen zijn om dit overtuigend aan te kunnen tonen, zal het nog wel even duren voordat je deze vinding in de kliniek kunt toepassen. Om dit proces te versnellen, willen we daarom met PlatiBone ook nieuwe testmodellen ontwikkelen die klinische effectiviteit van nieuwe medicijnen tegen botkanker goed kunnen voorspellen.’ 

Wat komt er binnenkort uit jouw groep rollen waarvan andere onderzoekers echt onder de indruk zullen zijn? 

‘Op dit moment zijn we druk bezig om de relatie te onderzoeken tussen de materiaalkundige eigenschappen van uit nanodeeltjes opgebouwde biomaterialen en hun biologisch gedrag. We hopen daarbij binnenkort aan te kunnen tonen dat (stam)cellen door dit soort materialen kunnen migreren nog voordat deze materialen gedegradeerd zijn. Daarnaast willen we laten zien dat deze biomaterialen nanodeeltjes in cellen afgeven, zodat het mogelijk wordt om medicijnen tegen bijv. botkanker of botinfectie intracellulair af te kunnen geven vanuit deze bulk biomaterialen.’ 

Ter afsluiting: waarin onderscheidt jouw manier van wetenschapsbeoefening zich? 

‘Ik zie wetenschap echt als ambacht. Je moet veel doen en meemaken om je niveau geleidelijk te verhogen. De wereld wordt steeds warriger en complexer. Daarom is het zaak dat je regelmatig echt focust op de lange termijn. Flow en focus, die moet je zien te bewaren.’