Je leest:

Bouw een testkit op maat

Bouw een testkit op maat

Organoïden als testlab voor gepersonaliseerde medicijnen

Auteur: | 24 maart 2016
Marijn Vlaming / Pluriomics

Hoe effectief medicijnen tegen een aandoening zijn, verschilt sterk van patiënt tot patiënt. Door stamcellen uit het lichaam van de patiënt te nemen en op te kweken, kun je die medicijnen vooraf testen op hun werkzaamheid of risico; met uiteindelijk effectievere medicatie voor de patiënt tot gevolg.

Soms is het onduidelijk wat een medicijn zal uitrichten bij een patiënt. De werking van een medicijn voor darmkanker is bijvoorbeeld afhankelijk van de genetische eigenschappen van de tumor, en die zijn vanaf de buitenkant niet te zien.

Testkit

Om beter te voorspellen hoe een patiënt reageert zou je het medicijn eerst moeten testen op cellen van de patiënt zelf zonder dat de patiënt daar last van heeft, bedachten Hans Clevers en collega’s bij het Hubrecht Instituut (onderdeel van de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen). Blijkt dan dat een zware chemobehandeling geen kans van slagen heeft, dan kun je de patiënt die zinloze behandeling besparen.

Voor zo’n op maat gemaakte testkit haal je een klein beetje weefsel weg uit de patiënt, en kweek je het op tot mini-orgaantjes waarop je de medicijnen kunt uitproberen. In het lab van Clevers ontdekten ze hoe dat moet: stamcellen uit de patiënt kun je met bepaalde groeifactoren aanzetten tot vermenigvuldiging en specialisatie (zie ook Levers repareren met stamcellen). Daardoor kweek je een zogenoemde organoïde die niet alleen een vergelijkbare vorm en functie, maar ook dezelfde genetische code heeft als het originele orgaan.

Microscoopopname van de structuur van hartspiercellen gekweekt uit menselijke stamcellen. Deze sarcomeerstructuur wordt door hartspiercellen gebruikt om te kunnen samentrekken en is opgebouwd uit de eiwitten myosine (rood) en actine (groen) die elkaar overlappen.
Marijn Vlaming/Pluriomics

Uitgelicht door de redactie

Maatschappijwetenschappen
Hoeveel kans maken de Oranje Leeuwinnen op de wereldtitel?

Biologie
Na een Chinese, nu een Russische CRISPR-Cas-cowboy?

Techniek
Is het verstandig om alle kolencentrales te sluiten?

Die organoïden in een bakje kun je blootstellen aan medicijnen, om vervolgens te kijken wat er gebeurt", vertelt Rob Vries. Hij is managing director van de stichting HUB, die is opgericht door het Hubrecht Instituut om op grote schaal medicijnen te testen en beter te begrijpen waarom patiënten er zo verschillend op reageren. Dat gebeurt nu nog op onderzoeksniveau: een arts schrijft een behandeling voor aan een patiënt, en Vries en collega’s proberen aan de hand van het celmateriaal van de patiënt een voorspelling te doen. “Als we erin slagen consequent correct te voorspellen, kunnen we in de toekomst daadwerkelijk advies gaan geven.”

Medicatie op maat

Voor aandoeningen als taaislijmziekte blijkt medicijnen testen op organoïden ook een handige manier. Hubrecht-onderzoekers slaagden er bij opgekweekte minidarmpjes van een patiënt met taaislijmziekte bovendien in de ziekte te genezen door het defecte gen in de stamcel te vervangen door een gezond gen. Dat biedt perspectief voor een mogelijke behandeling van de ziekte.

Hartspiercellen in een kweekbakje.
Marijn Vlaming / Pluriomics

Bestaande medicijnen testen op opgekweekte cellen van een patiënt zorgt voor medicatie op maat. Een volgende stap is dan het testen van een nieuw medicijn in een kweekbakje. Dat is precies wat Pluriomics doet. Dat biotechnologiebedrijf focust daarbij op het hart.

Dierproeven vervangen

De hartspiercellen die de onderzoekers opkweken uit zogenoemde induced pluripotent stem cells, afkomstig van huidcellen, helpen om de effecten van medicijnen op het hart te onderzoeken. De cellen gedragen zich bijna identiek als in het lichaam. “Je kunt ze zien samentrekken, ‘kloppen’”, zegt onderzoekster Marijn Vlaming van biotechnologiebedrijf Pluriomics. “Met een afgeleide van een ECG kunnen we daardoor zien of een stof bijvoorbeeld hartritmestoornissen veroorzaakt.”

Hartritmestoornissen (aritmie) van hartspiercellen gekweekt uit menselijke stamcellen. Deze aritmie werd veroorzaakt door een geneesmiddel dat de kaliumkanalen van de hartspiercellen blokkeert.
Marijn Vlaming/Pluriomics

Er zijn verschillende toepassingen voor zo’n testorgaantje. Vooral voor medicijnen in ontwikkeling zijn ze erg relevant, zegt Vlaming. “Veel medicijnen, bijvoorbeeld tegen kanker, vormen een risico voor het hart. Nu wordt de veiligheid vaak getest in diermodellen, maar wat voor een hondenhart gevaarlijk is hoeft dat voor een mens niet te zijn en andersom. Met deze test bouw je meer zekerheid in. We zien nu al dat deze technologie ingezet wordt om dierproeven te vervangen, maar het kan nog wel even duren voordat proefdieren volledig overbodig zijn.”

Omdat zulke testorgaantjes zo breed inzetbaar zijn, ontwikkelt Pluriomics voor onderzoekers momenteel een ‘gereedschapskist’ waarmee ze zelf tests kunnen uitvoeren op eigenhandig gekweekte hartspiercellen. Vlaming: “Dat is handig, want academici willen het vaak graag zelf doen. En het is alleen maar goed als de methode veel wordt gebruikt, want dat resulteert in een snellere en bredere acceptatie van de technologie.”

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink, en hoort bij het thema Ziekten genezen op Biotechnologie.nl.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 24 maart 2016

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.