Organ-on-chip technologie gaat een belangrijke rol spelen in het onderzoek naar bijvoorbeeld nieuwe medicijnen: met een klein aantal cellen op een vloeistofchip is de werking van een compleet orgaan te simuleren en het effect van medicijnen vast te stellen. Hierbij is het voortdurend monitoren van de kwaliteit van het celmateriaal van vitaal belang. De Universiteit Twente heeft hiervoor een nieuwe meettechniek ontwikkeld. Dankzij een ‘Proof of Concept’-subsidie krijgen de onderzoekers uit de BIOS Lab-on-a-chip groep (MESA+/MIRA) nu de kans om deze techniek te vertalen naar een marktrijp apparaat: de BioRead.
Dankzij organ-on-chip technologie wordt het mogelijk om het effect van medicijnen te onderzoeken. In combinatie met de nieuwste ontwikkelingen in stamceltechnologie, zullen de farmaceutische tests een heel ander karakter krijgen. Hierdoor wordt niet alleen de invloed van medicijnen op standaard cellijnen uitgevoerd in een organ-on-chip, maar is het zelfs mogelijk om op een sterk gepersonaliseerde manier de effecten van medicijnen op een specifieke patiënt te testen. Bijkomend voordeel van de organ-on-chip technologie is dat beduidend minder proefdieren nodig zijn. Niet voor niets staat organ-on-chip technologie in de top 10 van ‘emerging technologies’, recent geformuleerd door het World Economic Forum.
Real-time en continu
Het voortdurend monitoren van de kwaliteit van de cellen, en met name van de barrièrefunctie van cellen, is wel een voorwaarde voordat medicijnen getest kunnen worden. De ‘BioRead’, ontwikkeld in de BIOS Lab on a Chip groep van de Universiteit Twente, is bijvoorbeeld in staat om de kwaliteit van een op chip aangebrachte bloed-hersenbarrière in de gaten te houden. Bestaande technieken kunnen dit niet volcontinu of kunnen zelfs de celwand beschadigen. De UT-onderzoekers hebben een variant op het meten van de Trans-Endothelial Electric Resistance (TEER) ontwikkeld die deze nadelen niet kent. De elektrische weerstand, die een maat is voor de kwaliteit van de celbarrière, is volcontinu en real-time te meten. De gebruikte vier elektroden zijn niet-invasief. Bij veel metingen beïnvloeden niet-biologische factoren zoals luchtbellen in het vloeistofkanaal of temperatuur, het resultaat. De BioRead weet hierin onderscheid te maken.
De volgende stap is het vertalen van de techniek naar een gebruikersvriendelijk apparaat dat in staat is verschillende organ-on-chip systemen te monitoren. De onderzoekers Mathieu Odijk, Loes Segerink en Albert van den Berghebben hiervoor, samen met business developer Susan Roelofs (LocSense) een ‘proof of concept’-subsidie ontvangen die hen in staat stelt, de marktkansen te verkennen en de techniek voor te bereiden op een marktrijpe meter, samen met een business developer. Het project maakt deel uit van het grotere programma Vascular Engineering on-chip using differentiated Stem Cells, waarvoor prof.dr.ir. Albert van den Berg eerder al een Advanced Grant ontving van de European Research Council.
De BIOS Lab-on-a-Chip groep maakt deel uit van het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie en het MIRA Instituut voor Biomedische Technologie en Technische Geneeskunde.
