Patricia Dankers, hoogleraar biomedische materialen en chemie aan de Tech­nische Universiteit Eindhoven, combineert haar fundamentele interesse voor chemie met de sterke wil om daaruit remedies te destilleren voor patiënten.

Ooit stond Patricia Dankers (42) op een kruispunt: kiezen voor een studie scheikunde of geneeskunde. Voor die tweede werd zij uitgeloot en dus werd het de chemie. Als ze het over mocht doen, zou ze direct voor scheikunde kiezen, omdat ze het liefst de diepte induikt tot op moleculair niveau.

Maar iets willen betekenen voor de patiënt heeft het blikveld van deze inmiddels hoogleraar biomedische materialen en chemie aan de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) nooit meer verlaten. In het gesprek komt Dankers telkens weer terug op de organen waarvoor zij haar kennis van materialen gebruikt om te proberen medische problemen op te lossen. Op haar bureau in Eindhoven staan de modellen uitgestald: de nier, het hart en het oog.

In 2017 benoemde de TU/e Dankers tot hoogleraar. ‘Ik wilde al van jongsafaan professor worden. Dan kon ik namelijk zelf dingen bedenken en die dan ook uitvoeren.’ Zo simpel lag het en zo zijn de kaarten nog steeds geschud. Anno 2021: ‘Het is een topbaan, want je kunt heel vrij de dingen onderzoeken waarin je interesse hebt, ook al zijn die voor buitenstaanders soms nietszeggend. En ik vind zo veel interessant.’

Wat Dankers dan weer niet had verwacht is dat zij eind 2020 tijdens CHAINS de KNCV Gouden Medaille in ontvangst zou nemen. ‘Ik dacht dat dat een gepasseerd station was, omdat Pascal Jonkheijm (Universiteit Twente, red.) en Ilja Voets (TU/e, red.) de laatste twee keer de Gouden Medaille ontvingen. Ik bewonder hun werk enorm. Zij werken beiden ook in de supramoleculaire en materiaalchemie en hebben een nauwe band met de TU/e (Jonkheim promoveerde net als Dankers bij Bert Meijer, red.) Het is een erkenning voor het werk van iedereen in mijn groep. En het is mooi om te zien dat er waardering is voor een bredere blik op chemie.’

Je staat bekend om je fundamenteel supramoleculair chemische werk aan elastomeren, hydrogels en artificiële extracellulaire matrices én om je werk aan toepassingen. Vertel eens.

‘Ik heb twee soorten nieuwsgierigheid. Een fundamentele nieuwsgierigheid, waardoor ik het fascinerend vind om bijvoorbeeld te kijken hoe moleculen assembleren en een interactie aangaan met een biologisch systeem zoals een cel, waarmee je een scaffold kunt ontwikkelen voor weefselgeneratie. Op een ander aggregatieniveau vind ik het interessant om met een arts in gesprek te gaan die een probleem heeft dat ik mogelijk met mijn chemische, materiaalkundige kennis kan oplossen.

Een voorbeeld is de zoektocht naar een manier om een antikankermedicijn af te geven in het buikholte om buikvlieskanker te behandelen. De door ons ontwikkelde hydrogel hiervoor zit nu in de preklinische fase. En begin december is uit die samenwerking met het Catharina Ziekenhuis onze eerste start-up, genaamd UPyTher, ontstaan.’

In hoeverre komt je toegepaste werk voort uit je fundamentele interesse?

‘Er is altijd weer die fundamentele interesse waarmee het begint en tegelijkertijd als ik denk dat ik echt kan bijdragen aan een medische oplossing, dan doe ik dat. Dat laatste vraagt wel dat we onze ‘exotische’ materialen waarmee we in het lab werken versimpelen. Waar we in het lab alles op alles zetten om de complexe natuur van de extracellulaire matrix zo goed mogelijk na te bootsen om stamcellen en organoïden te laten groeien, moet je medische materialen bovenal reproduceerbaar kunnen produceren. Dan moet je consessies doen.’

Gaan beide interesses met elk hun eigen insteek goed samen in je groep?

‘Ja, ik vind van wel. Je moet alleen je fundamentele en je toegepaste poot niet, of in ieder geval niet helemaal, met elkaar verweven, was de raad die mijn mentor Bert Meijer mij ooit gaf. Ik heb enige tijd geworsteld hoe ik dit vorm kon geven binnen mijn groep, omdat ik beide richtingen zo interessant vind. Inmiddels kan ik steeds beter scheiden wat het fundamentele stuk moet zijn en wat het toegepaste stuk, en publiceren we doorgaans ook afzonderlijk, zodat beide onderzoeken goed tot hun recht komen. En de oprichting van UPyTher draagt eraan bij dat dit onderzoek, dat inmiddels in het ontwikkelingsstadium is aanbeland, niet langer binnen ons groep hoeft te gebeuren. Dat schept ook helderheid.’

In 2008 begon je aan je tweede promotie, om je verder te bekwamen in het veld van de medische wetenschappen.Was dit voor jou een logische weg?

‘Het antwoord is kortweg ja. In de tijd dat ik studeerde en in de jaren erna was het onderzoek nog heel monodisciplinair georganiseerd. Tijdens mijn eerste promotie kreeg ik de kans om supramoleculaire chemie te gebruiken in een biomedische setting. Dit was mede te danken aan de net opgerichtte studie biomedische technologie, waarvan Bert aan de wieg had gestaan, en de wens om samen met Frank Baaijens (nu rector magnificus TU/e, red.) een nieuw materiaal te ontwikkelen voor een hartklep. Maar het veld bleef gescheiden.

Door mijn promotie aan de RUG, toentertijd op uitnodiging van hoogleraar Marja van Luyn, kon ik ervaring opdoen in het biomedische onderzoek van celkweken tot dierproevens. Ik werkte aan regeneratieve geneeskunde rond nierschade. Ik ontwikkelde een artificieel membraan dat op den duur hemodialyse zou kunnen verbeteren. Daarnaast keek ik of het mogelijk was om met hydrogels ter plekke medicijnen af te geven om littekenweefsel veroorzaakt door transplantatie te bestrijden. Nu verenig ik al die verschillende disciplines in één groep. Dat is nu heel gewoon, maar twintig jaar geleden was de tijd daar nog niet rijp voor.’

Er is een stevige discussie gaande over hoe we wetenschappers moeten erkennen en waarderen. Hoe kijk jij hier tegenaan?

‘In mijn groep zie ik mensen met heel verschillende talenten zich ontwikkelen en een proefschrift met daarin hun eigen visie voltooien. Ik vind het belangrijk ze die ruimte te kunnen geven. Zo wijdde Dan Jing Wu een hoofdstuk in haar proefschrift aan hoe je je onderzoek vertaalt naar het grote publiek en hoe je de media bereikt. Dat ik dat niemand verder zie doen, wil niet zeggen dat wij dat niet doen.

Ik ben het dus eens met de zin ‘ruimte voor ieders talent’ (de titel van de in 2019 verschenen position paper van onder meer NWO over dit onderwerp, red.), al denk ik niet dat je dit van bovenaf kunt opleggen. Het moet passen bij het individu, bij de groep, dus je moet het niet in één raamwerk proberen te gieten.

Wat ik nu zie gebeuren, is dat het nieuwe erkennen en waarderen dreigt door te slaan met het in het leven roepen van tal van criteria, die ik als randvoorwaarden van de wetenschap bestempel, zoals team science, contact met de media, toepassingsgericht onderzoek en open science. Terwijl het werk van universiteiten in essentie gaat om jonge mensen opleiden, waarbij onderwijs en onderzoek de primaire taken zijn. De ontwikkeling van jonge mensen moet vooropstaan.’

Voor mij op tafel staat inmiddels naast een nier en een hart ook een oog. Vanwaar een orgaan erbij?

‘Ik laat me toch telkens weer verleiden tot meewerken aan nieuwe toepassingen. Zo ontwerpen en onderzoeken we inmiddels nieuwe materialen voor het hoornvlies samen met Maastricht UMC+. Ik zou alles willen aanpakken, maar dat gaat natuurlijk niet. Wel is het zo dat het concept dat we eerder voor de nier ontwikkelden, waarbij we nier epitheelcellen op een synthetisch membraan kweekten, nu kunnen toepassen op het hoornvlies. Het gaat ook om weefselherstel dat je kunt aansturen vanuit een synthetische extracellulaire matrix en die matrix namaken vormt de basis van mijn onderzoeksgroep.’

Raak je soms niet bedolven onder de grote hoeveelheid van en diversiteit aan projecten?

‘Soms denk ik wel eens dat ik te veel verschillende dingen doe. Maar ik ben zoals ik ben. Wél heb ik geleerd, vooral van Carlijn Bouten, eveneens hoogleraar aan de TU/e, dat je duidelijk moet afbakenen wat je wilt doen, en vooral waar je goed kunt bijdragen, bovenal qua tijd. Vroeger had ik de neiging iedereen te willen helpen en overal ja tegen te zeggen, nu maak ik een duidelijkere afweging.’

Kan het nog diverser dan de reeks onderwerpen waaraan je nu al werkt?

‘Ja’, zegt Dankers lachend. ‘Zo woon ik met mijn gezin op een woonboerderij en heb ik daar een moes- en bloementuin. En toen dacht ik op een gegeven moment: landbouw is ook wel iets machtigs moois, ik moet iets met voeding gaan doen! Ik dacht eraan om plantencellen te gaan kweken en ‘toevallig’, en dat gebeurt elke keer, benaderde niet al te lang daarna een onderzoeker uit Wageningen mij met de vraag of we samen kweekmatrices zouden kunnen gaan ontwikkelen voor plantencellen. Dat is dus mijn nieuwste hobby, en wederom gebaseerd op de technologie die we ontwikkelden voor het kweken van nierweefsel.’

Sta je ook weleens stil bij wat eventueel niet zou kunnen lukken?

‘Als je gaat nadenken over wat er allemaal niet kan gaan werken, dan begin je er niet aan, is mijn gedachte. Toen ik in oktober afscheidnam als voorzitter van de Eindhoven Young Academy of Engineering (een netwerk dat Dankers in 2018 oprichtte op verzoek van de rector magnificus, red.) bedankte iemand mij voor mijn pragmatische aanpak. Je doet iets of je doet het niet, maar je gaat er geen zes dagen over discussiëren. Daarbij beschik ik over veel doorzettingsvermogen. En als iets niet blijkt te werken, kun je het altijd nog ombuigen. Of als het echt niet gaat, besluit je ermee te stoppen.’

Waar heb je zoal moeten bijsturen?

‘Met een hydrogel willen we medicijnen afgeven in de hartspier om die beter te laten regenereren na een hartinfarct. Het proof-of-concept leverden we samen met een cardioloog van het UMC Utrecht een paar jaar terug al, maar nu blijkt dat het hart zodanig pompt dat een hydrogel te snel weer uit de hartspier verdwijnt om ons doel te bereiken. We moeten dus iets aan de materiaaleigenschappen veranderen, zodat de hydrogel meer solide blijft. Maar dan rijst direct de vraag of er wel voldoende ruimte is voor zo’n relatief vast blokje hydrogel in die omgeving. Dat onderzoeken we nu.’

Behalve op hydrogels focust je groep ook op een artificiële extracellulaire matrix maken. Waar ontwikkelt dit veld zich naartoe?

‘Kan ik iets synthetisch laten praten met een biologisch systeem en onderling signalen laten uitwisselen, kortom engineered living materials creëren. Nu nog is het eenrichtingsverkeer tussen de scaffold, een hydrogel, en de cel. Dat wil ik beter zien te controleren met als doel om symbiose te creëren; een cel reageert op het synthetische materiaal, scheidt op zijn beurt signalen uit waarop de matrix weer reageert, enzovoort.’

Wat wil je hiermee bereiken?

‘In eerste instantie is het pure interesse: hoe ver kunnen we de chemie duwen? Kunnen we zo’n engineered living material maken? En natuurlijk, dat had je al verwacht, hoop ik dat we daarmee in de toekomst netvlies kunnen regenereren of nieuw nierweefsel kunnen maken. Tot nu toe lukt het ons om kleine nierorganoïden te kweken, maar dat is nog geen compleet orgaan met bloedsomloop et cetera.’

Waar droom je nog meer van?

‘Dat we onze start-up UPyTher succesvol weten te maken. Daarnaast droom ik van nog een bedrijf waarmee we onze synthetische extracellulaire matrices kunnen verkopen aan onderzoekslaboratoria. Ik ben nu aan het onderzoeken of dat haalbaar is. Hierin zijn namelijk al best wel wat bedrijfjes gestart die het niet hebben gehaald.

Als ik dan nog een stapje verder denk, dan zie ik kansen voor onze synthetische matrices in organ-on-a-chip-modellen. Cellen daarvoor kweek je nu in Matrigel dat is gemaakt van sarcomacellen van muizen. Kortom voor een methode die bedoeld is om dierproeven te verminderen, moeten we nog steeds heel veel muizen opofferen. Dat slaat natuurlijk nergens op. Ik zou dit veld heel graag willen ‘upliften’ met onze synthetische versie.’

Als hoogleraar heb je een heel divers takenpakket en daarnaast ben je volop actief onder meer als voorzitter van de tafel Chemie binnen NWO. Hoe maak je je al die rollen eigen?

‘Door dingen op gevoel te doen, bij anderen af te kijken wat werkt, en vooral te leren door het te gaan doen. Het helpt ook dat ik heb geleerd om open te zijn over wat ik niet kan of ken. Zo’n voorzitterschap van de tafel Chemie is bijvoorbeeld totaal nieuw voor mij. Er is bij mij altijd de wil om bij te leren en ergens iets van te maken.’