Orgaan-op-chip technologie
&w=710&h=710)
Wat zijn orgaan-op-chip modellen en waar worden ze voor gebruikt?
Orgaan-op-chip modellen zijn in het lab gemaakte weefselmodellen die cellen, weefsels en organen uit het menselijk lichaam op een chip nauwkeurig nabootsen. De technologie biedt de unieke mogelijkheid de 3D structuur van weefsels na te bootsen, verschillende cellen of weefsels - zoals bloed- of lymfevaten - te combineren en vloeistoffen door de weefsels te laten stromen. Hierdoor kunnen de werkelijke omstandigheden beter worden nagebootst, wat zorgt voor realistischere en betrouwbaardere resultaten.
…Orgaan-op-chip modellen zijn in het lab gemaakte weefselmodellen die cellen, weefsels en organen uit het menselijk lichaam op een chip nauwkeurig nabootsen. De technologie biedt de unieke mogelijkheid de 3D structuur van weefsels na te bootsen, verschillende cellen of weefsels - zoals bloed- of lymfevaten - te combineren en vloeistoffen door de weefsels te laten stromen. Hierdoor kunnen de werkelijke omstandigheden beter worden nagebootst, wat zorgt voor realistischere en betrouwbaardere resultaten.
Orgaan-on-chip modellen zijn ook zeer geschikt om geneesmiddelen op grote schaal te testen. Momenteel wordt de ontwikkeling van geneesmiddelen en screening op toxiciteit meestal uitgevoerd in diermodellen. Menselijke orgaan-op-chip modellen, die representatief zijn voor weefsels of hele orgaansystemen, zijn zeer geschikt om dierproeven te vervangen en daarmee te verminderen.
De celbron die vaak wordt gebruikt om orgaan-op-chip te maken, zijn iPSC-afgeleide cellen. Deze kunnen afkomstig zijn van gezonde menselijke donoren, maar ook van patiënten om ziekten nauwkeurig te bestuderen. Orgaan-op-chip modellen zijn niet beperkt tot slechts één celbron of weefsel. Verschillende celtypen kunnen worden gecombineerd om een miniatuurorgaansysteem te creëren dat bijvoorbeeld bloedvaten bevat om het effect van nutriëntentransport door het betreffende orgaan te bestuderen.
State-of-the-art orgaan-op-chip
Momenteel zijn of worden er orgaan-op-chip modellen voor verschillende menselijke organen en ziekten ontwikkeld. Ze variëren van long-op-chip tot lever-op-chip tot bloedvaten-op-chip om zowel gezondheid als ziekte na te bootsen.
Met een bijzonder cardiovasculair model dat in het LUMC is ontwikkeld, kunnen we de belangrijkste fysieke kenmerken van een hartcel meten: samentrekking, elektrische signalen en calciumstromingen. Het is essentieel dat we dit kunnen testen op menselijke cel modellen, aangezien het hart van een muis 500 keer per minuut klopt, terwijl de menselijke hartslag gemiddeld 60 slagen per minuut is. Onderzoeken op muizen komen daardoor vaak niet overeen met mensen. Dit is één van de vele voorbeelden van organ-on-chip modellen die in het LUMC ontwikkeld worden. Hierbij werken we vaak samen met onderzoekers in binnen- en buitenland, bijvoorbeeld via hDMT en EUROoCs.
Dit willen we in de toekomst bereiken
Orgaan-op-chip modellen zijn breder toepasbaar dan puur voor de studie van specifieke ziekten. Toekomstige modellen kunnen worden gebruikt om zeer complexe vragen te bestuderen, zoals onderzoek naar het effect van leefstijl (huid en haar-op-chip), interactie van voeding op infectie (microbioom), auto-immuunziekten en neurodegeneratieve ziekten (ontwikkelingsstoornissen). Hoewel het misschien als science-fiction klinkt, wordt ook een volledige mens-op-chip model ontwikkeld. Dit bevat verschillende orgaansystemen die aan elkaar zijn gekoppeld, waardoor de interactie tussen organen kan worden bestudeerd en hoe aandoeningen in het ene orgaan andere organen beïnvloeden.