‘Organs-on-a-chip’ zijn de volgende stap op weg naar medische behandelingen die sterk gepersonaliseerd zijn. De Universiteit Twente, het LUMC, UMCG, de TU Delft en het Hubrecht Instituut krijgen hiervoor nu een Zwaartekrachtsubsidie van bijna 19 miljoen euro.
Het onderzoeksprogramma, geleid door ontwikkelingsbiologe prof. Christine Mummery (Leids Universitair Medisch Centrum én Universiteit Twente), richt zich op het kweken van levende menselijke cellen en weefsels búiten het lichaam. Op een chip worden de omstandigheden en de werking van het lichaam nagebootst. “Je maakt eigenlijk een klein deel van een orgaan”, aldus Mummery.
Prof.Christine Mummery, LUMC en Universiteit Twente
Micro- en nanofluidics
Op de chip zijn kanaaltjes aangebracht voor het manipuleren van vloeistoffen, voor de toevoer van voedingsstoffen en medicatie. In speciale reservoirs kunnen cellen groeien en functioneren onder lichaamscondities. De Universiteit Twente, die tussen de drie en vier miljoen ontvangt uit het project, brengt vooral kennis en ervaring in op het gebied van deze micro- en nanocomponenten, ook wel ‘microfluidics’. De BIOS Lab-on-a-Chip groep van prof. Albert van den Berg kan hiervoor bogen op de NanoLab-faciliteiten van het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie van de UT. De groep is ook verbonden aan het MIRA Instituut voor Biomedische Technologie en Technische Geneeskunde, waarvan Albert van den Berg wetenschappelijk directeur is.
Prof. Albert van den Berg, Universiteit Twente, MESA+ en MIRA
Modellen van bloedvaten
Van den Berg: “Het unieke van dit programma is dat we nu ook de interactie tussen darmen, bloedvaten en hersenen gaan bestuderen. Daarvoor werken we samen met top-experts zoals celbioloog Hans Clevers, neuroloog Michel Ferrari en geneticus Cisca Wijmenga. Zelf richten wij ons sterk op de integratie van nanosensoren en technieken voor microanalyse.” De onderzoekers hebben elkaar eerder al gevonden in het samenwerkingsverband Human Organ and Disease Model Technologies (hDMT). Voor Van den Berg is het interessant om te onderzoeken of je bloedvaten kunt nabootsen met patiëntmateriaal: “Bijvoorbeeld met cellen die in de urine aanwezig zijn. Kunnen we die bloedvatmodellen toepassen om nieuwe medicijnen gepersonaliseerd te maken?”
Minder proefdieren
Organs-on-a-chip kunnen het gebruik van proefdieren drastisch terugdringen, verwachten de onderzoekers. Mummery: “Wat er in diermodellen gebeurt, is niet altijd een goede weergave van wat er in het menselijk lichaam plaatsvindt. Het hart van een muis klopt bijvoorbeeld 500 keer per minuut, dat van een mens slechts 60 keer. Bepaalde delen van de hersenen zijn bij muizen radicaal anders en de dikke darm heeft bij muizen een andere functie dan bij mensen. Wij denken ook dat wij sommige effecten en bijwerkingen van de nieuwe medicijnen beter en sneller kunnen testen en voorspellen in ‘organs-on-chips’.
Helpen de miniatuurversies van de hersenen, het hart en de darmen ook om snel ziekten een halt toe te roepen? “Dat is toekomstmuziek”, zegt Mummery. “Een medicijn ontwikkelen kost tijd. Dit onderzoek gaat 10 jaar duren. We gaan eerst onderzoeken hoe ziekten ontstaan en vervolgens gaan we op zoek naar moleculen die deze processen kunnen beïnvloeden. Ook willen we onderzoeken waarom bepaalde personen met een erfelijke aandoening ernstig ziek worden, terwijl anderen met dezelfde erfelijke afwijking veel minder klachten hebben.”
