Leidse onderzoekers kweken mini-spiertjes voor onderzoek naar spierziekte FSHD

Op dit moment zijn er nog geen therapieën voor FSHD, voluit: facioscapulohumerale spierdystrofie. De spierziekte is zeer zeldzaam. In Nederland gaat het naar schatting om zo’n 2.000 patiënten en wereldwijd om 500.000. Desondanks is FSHD één van de meest voorkomende erfelijke spierziekten. Het LUMC is expertisecentrum op het gebied van FSHD en blinkt wereldwijd uit in onderzoek naar de aandoening.

FSHD kenmerkt zich door spierzwakte die meestal begint in het gezicht: de gezichtsuitdrukking vermindert. De ziekte is progressief, wat betekent dat de symptomen steeds verergeren. Bij sommige patiënten gaat dat heel langzaam, waardoor de klachten mild blijven. Ongeveer 1 op de 5 patiënten verliezen het vermogen om op te staan en te lopen en kunnen rolstoelafhankelijk raken.

Kracht mini-spiertjes testen

Om onderzoek te doen naar mogelijke nieuwe medicijnen voor FSHD, worden mini-spiertjes gekweekt in het laboratorium. Daarvoor zijn van drie verschillende FSHD-patiënten huidcellen afgenomen. Van die huidcellen worden stamcellen gemaakt, en van die stamcellen spiercellen, waar vervolgens spiervezels van gemaakt worden.

Tot voor kort hadden de onderzoekers alleen de mogelijkheid om een plat laagje spiercellen (in twee dimensies) te laten groeien. Met de nieuwe methode groeien de mini-spiertjes in een 3D-structuur. Daardoor kunnen onderzoekers nu ook de spierkracht meten. “Die 3D-spiertjes laten we minstens een week groeien in een kweekbakje tussen twee pilaartjes. Dat doen ze grotendeels zelf, net zoals ze dat in het lichaam zouden doen tussen twee pezen”, zegt FSHD-onderzoeker dr. Jessica de Greef.

Daarna is het tijd om de kracht van de mini-spiertjes te testen. Dat gebeurt door middel van een elektrische stimulatie die de spiertjes doet samentrekken. “De spiertjes zitten vast aan de pilaartjes. De pilaartjes hebben een bepaalde flexibiliteit. Als de spiertjes samentrekken, kunnen ze de pilaartjes laten buigen. Vandaaruit kunnen we berekenen hoe sterk het spiertje precies is. Daardoor zijn de modellen zeer geschikt om medicijnen te testen”, vertelt ze.

Minder proefdieren

Ook hopen de onderzoekers dat er met de 3D-modellen minder proefdieren nodig zijn om op te testen. “We kunnen selectiever zijn in proefdierengebruik. Want stel, je weet dat iets niet werkt op de 3D-spiertjes, dan hoef je bijvoorbeeld niet door te gaan met testen in muizen. Hetzelfde geldt uiteindelijk voor studies met menselijke proefpersonen. Ook daarin moeten we erg selectief zijn. Er zijn maar circa tweeduizend FSHD-patiënten in Nederland. Stel, je kunt er honderd vinden die mee willen doen aan een medicijnstudie, dan kunnen die honderd mensen niet aan een andere medicijnstudie meedoen. Oftewel, we moeten scherpe keuzes maken: wat gaan we testen en wat niet? Dit soort 3D-modellen helpen daar bij”, zegt De Greef.

Mozaïek-patiënten

De FSHD-cellen die de onderzoekers gebruikt hebben om 3D spiertjes van te maken, zijn afkomstig van drie zogeheten mozaïek-patiënten. “Bij deze personen is tijdens de celdeling in de vroege embryonale fase een mutatie (verandering in het erfelijk materiaal) ontstaan. Sommige lichaamscellen hebben de mutatie wel, en andere niet. Het voordeel voor ons is dat we gezonde en zieke cellen van dezelfde patiënt met elkaar kunnen vergelijken.”

De spiertjes gemaakt van de zieke cellen vertoonden symptomen die duidelijk overeenkwamen met die van FSHD-patiënten. Zoals verminderde contractiekrachten (het samentrekken van spierweefsel), dunnere spiervezels en kortere sarcomeren (kleine deeltjes in de spier die helpen om de spieren te laten werken).

De bevindingen zijn gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Brain.