Maakt ‘body-on-a-chip’ proefdieren overbodig?

kijkmagazine

2018-03-16 15:59:08

body-on-a-chip

Met deze chip – die tien organen bevat – kunnen onder andere bijwerkingen van medicijnen worden getest.

Het gebruik van proefdieren voor geneesmiddelonderzoek is nogal een dingetje. Dieren zijn namelijk geen mensen en er komen dus ook niet altijd betrouwbare resultaten uit het onderzoek. Helaas lijkt het tot nu toe tóch de beste methode. Wanneer komt het punt dat proefdieren overbodig zijn?

Wetenschappers komen steeds een stapje dichterbij. Na de ‘organ-on-a-chip’ is nu de ‘body-on-a-chip’ aan de beurt. Een groep onderzoekers van het MIT heeft namelijk een chip ontwikkeld die wel tien menselijke ‘organen’ bevat. Het is de eerste keer dat erin is geslaagd om zoveel organen tegelijkertijd op één chip te laten functioneren.

Miniorganen

De chip van het MIT bevat miniversies van een lever, long, darm, baarmoederslijmvlies, brein, hart, alvleesklier, nier, huid en spier. Elk orgaantje bestaat uit clusters van 1 tot 2 miljoen cellen. Het zijn dus geen complete organen, maar voeren wel de belangrijkste functies ervan uit.

Pim de Haan, onderzoeker aan de Rijksuniversiteit Groningen, vertelt dat de tien organen zijn gekozen omdat deze eerst al los van elkaar – als ‘organ-on-a-chip’ – zijn bestudeerd. “De onderzoekers zijn begonnen met vier organen, hebben vervolgens een groter model gebouwd met zeven organen om uiteindelijk tien organen in het systeem te verwerken.”

De orgaanclusters zitten in aparte ruimtes – de cirkels die je ziet op bovenstaande afbeelding – in de chip. Ze zijn met elkaar verbonden via kanaaltjes, die de bloedvaten moeten nabootsen. Met behulp van externe pompen stroomt het bloed door de organen.

In onderstaand filmpje zie je hoe de organen in een chip worden geplaatst, de chip op lichaamstemperatuur wordt bewaard, de bloedstroom wordt ingesteld en hoe een stof van het ene in het andere orgaan terechtkomt.

Uw cookieinstellingen laten het tonen van deze content niet toe. De volgende cookies zijn nodig: Marketing. Wijzig uw instellingen om deze content te zien.

Medicijntoediening

“De onderzoekers wilden zoveel mogelijk organen toevoegen in dit systeem, om het zo compleet mogelijk te maken”, zegt de Haan. “Zo kunnen in de toekomst met dit soort systemen allerlei nieuwe geneesmiddelen worden getest.”

De wetenschappers hebben de chip getest door medicijnen toe te voegen aan de darm – dat orale toediening nabootst – en direct in het bloed, dat intraveneuze toediening nabootst. Vervolgens is gekeken hoe en met welke snelheid het medicijn zich verspreidt over de organen en is gemeten of een orgaan eiwitten uitscheidt en hoeveel precies.

Dit deden de onderzoekers door een monster te nemen van het medium – soort voedingsvloeistof van de cellen – waar de organen in liggen. Hiermee wordt berekend of de medicijnconcentratie te hoog of te laag is en of het mogelijk schadelijk is. “Metabolieten – restproducten van geneesmiddelen – die bijvoorbeeld worden gevormd in de lever kunnen giftig zijn voor andere organen en dus automatisch ook voor de patiënt”, legt de Haan uit.

Persoonlijke chip

Vaak worden voor dit soort onderzoek in een lab doorgekweekte cellen gebruikt, die ooit uit een mens kwamen. Die cellen zijn echter soms al zo lang uit een lichaam, dat ze niet meer de juiste eigenschappen hebben. Voor dit onderzoek zijn de meeste organen gemaakt van cellen die direct uit de mens kwamen. Het ‘baarmoederslijmvlies’ en de ‘darm’ zijn gemaakt van de doorgekweekte cellen.

Het duurt waarschijnlijk nog ‘even’, maar hoe tof zou het zijn om straks een miniversie van jezelf op een chip te hebben?

Bronnen: Scientific Reports, MIT News, De Ingenieur

Beeld: MIT

Lees ook:

KIJK 3/2018Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!







Podcast KIJK en luister via JUKE



Meer Filmpjes