Een nieuwe chip bootst tien verschillende organen en hun interactie na. Daarmee hebben wetenschappers de volgende stap van de organ-on-a-chip bereikt: de 'body-on-a-chip'. In zo’n omgeving kunnen wetenschappers het effect van een medicijn op meerdere organen bepalen.
De chip is ontwikkeld door onderzoekers van de Massachusetts Institute of Technology. Hij bevat een recordaantal van tien verschillende ‘orgaantjes’: lever, long, hersenen, hart, alvleesklier, nier, spieren, darm, baarmoederslijmvlies en huid. Elk orgaantje bestaat uit één tot twee miljoen cellen en voert veel orgaan-specifieke taken uit – al kan hij het echte orgaan niet precies nadoen. De orgaantjes bleven weken lang in leven.
Kanalen
De body-on-a-chip is een chip waar onderzoekers levende cellen in zetten, die orgaantjes vormen. Deze zitten in aparte ruimtes, verbonden door kleine kanalen. Ingebouwde pompen zorgen voor een vloeistofstroom met voeding door deze kanaaltjes. Deze stroom bootst de bloedcirculatie in een menselijk lichaam na, maar dan met kunstmatig bloed.
Om een medicijn te testen, voegen de onderzoekers het toe aan de 'darm'. Dit orgaan neemt het medicijn op, net zoals de echte darm van iemand die een pil heeft geslikt. Daarna wordt het medicijn naar andere organen vervoerd via de kanaaltjes. De wetenschappers houden ondertussen in de gaten waar het medicijn precies terechtkomt, wat het effect is op de organen en hoe het wordt afgebroken.
Cellen van patiënten
Een groot voordeel van de body-on-a-chip, is dat de meeste orgaantjes afkomstig zijn van cellen van echte patiënten, en niet van cellen die in het lab zijn gekweekt. Cellen uit het lab zijn vaak zo lang doorgekweekt, dat ze niet meer lijken op de ‘verse’ cellen van patiënten. Die zijn kwetsbaarder en daardoor moeilijker om mee te werken, maar geven wel een betrouwbaarder beeld van hoe een orgaan reageert op een medicijn.
De body-on-a-chip heeft veel mogelijke toepassingen: zo ontwikkelen de wetenschappers een modelsysteem voor de ziekte van Parkinson, waarbij ze weefsels bestuderen afkomstig van de hersenen, lever en darm. Hiermee willen ze onderzoeken of darmbacteriën de ontwikkeling van de ziekte van Parkinson beïnvloeden. Een andere mogelijkheid is het bestuderen van metastase, waarbij tumorcellen zich naar andere lichaamsdelen verspreiden en daar nieuwe tumoren vormen.
Dierproeven
In de toekomst kan een body-on-a-chip misschien dierproeven vervangen. ‘Sommige bijwerkingen zijn erg moeilijk te voorspellen op basis van diermodellen’, zegt Linda Griffith, hoogleraar biologische en mechanische werktuigbouwkunde, en auteur van het artikel, in een persbericht.
‘Dieren zijn niet representatief voor mensen in alle aspecten die je nodig hebt om medicijnen te ontwikkelen en ziekte te begrijpen.’ Om deze reden blijken nieuwe medicijnen soms niet effectief in mensen, terwijl ze wel werkten bij dieren. Body-on-a-chips zouden een betrouwbaarder model kunnen bieden.
Openingsbeeld: de body-on-a-chip zonder cellen. Foto: Felice Frankel.
Nieuwsbrief
Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.