Branded Content
Branded Content XTR Branded Content is de commerciële content op nrc.nl. De inhoud valt buiten de redactionele verantwoordelijkheid van NRC Media.

Een hart zo groot als een speldenknop

Van stamcellen en microchips maakt hoogleraar ontwikkelingsbiologie Christine Mummery miniatuurharten waarmee ze onderzoek doet naar hartfalen en andere ziektes. Bijkomende voordelen van zo’n miniatuurorgaan: minder dierproeven en goedkopere medicijnen.

Waarom heeft u een miniatuurhart ontwikkeld?

“Hartfalen is een van de meest voorkomende aandoeningen. Het komt zelfs steeds vaker voor. Die toename wordt niet alleen veroorzaakt door veranderingen in levensstijl, maar ook door bijvoorbeeld chemotherapie die hartfalen als bijwerking kan hebben. Op dit moment zijn er geen goede medicijnen om hartfalen te behandelen. Er wordt onderzoek gedaan met muizen, maar er zijn grote verschillen tussen een muizen- en een mensenhart. Een muizenhart slaat vijfhonderd keer per minuut, is klein en doet het een jaar of twee (de levensduur van een muis). Een mensenhart slaat zestig keer per minuut, is veel groter en gaat zo’n honderd jaar mee. Om het hart en hartfalen goed te kunnen onderzoeken hadden we dus een fatsoenlijker model nodig. Daarom hebben we een miniatuurhart ontwikkeld: het bestaat uit vijfduizend cellen en is zo groot als een speldenknop.

Hoe wordt een miniatuurhart gemaakt?

“Aan cellen van bijvoorbeeld bloed, huid of urine voegen we DNA toe waardoor ze veranderen in stamcellen. Zo’n stamcel kan zich eindeloos vermeerderen en in bijna elk gewenst celtype worden getransformeerd. Wij veranderen die stamcellen in de drie hoofdcomponenten die worden aangetast bij hartfalen: kloppende hartcellen, bloedvatcellen en bindweefselcellen. Daarmee maken we een miniatuurhart mét bloedvaatjes en een vloeistof die door de vaten heen gaat. Om de processen die in de organen plaatsvinden na te bootsen – in dit geval bloed dat door bloedvaten stroomt – gebruiken we een microchip.”

Wat wordt er met die miniatuurharten onderzocht?

“We bestuderen miniatuurharten die zijn gemaakt met cellen van patiënten met een genetische aanleg voor hartfalen. Dan kijken we: wat zijn de eerste signalen van hartfalen, welke medicijnen kunnen het voorkomen of – als het hartfalen al is opgetreden – welke cel heeft het veroorzaakt en kunnen we dat herstellen?
Er is onderzoek dat zich bezighoudt met de vraag of dode hartcellen door levende hartcellen kunnen worden vervangen. Maar wij kijken anders en willen weten of het afsterven van die cellen kan worden voorkomen. Bloedvaten zijn belangrijk voor de algehele gezondheid, ook voor de hersenen. Vasculaire dementie wordt veroorzaakt door niet goed functionerende bloedvaten bij ouderdom. Dementie is een van de groeiende epidemieën waar we wat aan
moeten doen. Het heeft een grote impact op de samenleving, maar de farmaceutische
industrie heeft er nog niets op gevonden. Bij dementie zijn hersencellen al dood. Het is dus zaak om dementie in een heel vroeg stadium op te sporen, dan kun je dat voorkomen. Daar doen wij ook onderzoek naar.”

Leiden deze miniatuurorganen tot nieuwe, betere geneesmiddelen?

“Wij maken geen medicijnen, dat doet de farmaceutische industrie. Zij hebben duizenden stoffen en willen weten welke van die stoffen hartfalen kan voorkomen. Voor het testen van al die stoffen willen ze niet meer dan 25 cent per test uitgeven. Een muis kost 100 euro of meer. En een muis waarin het eigen immuunsysteem is vervangen door een menselijk immuunsysteem kost zelfs 1000 euro. Het miniatuurhart dat wij hebben ontwikkeld is een goedkoop alternatief; het kost slechts 22 cent per stuk. Dat is dus interessant voor de farmaceutische industrie. Bovendien werken we met menselijke cellen, waardoor de voorspellende waarde van trials hopelijk verbetert.”

Worden er ook andere miniatuurorganen ontwikkeld?

“Ja. Deze ontwikkeling van miniatuurorganen is een groot project dat wordt gefinancierd door een beurs van NWO (Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek, red.) en dat wordt uitgevoerd door zeven universiteiten. Het Leids Universitair Medisch Centrum ontwikkelt miniatuurharten, in Groningen en Utrecht maken ze miniatuurdarmen, Rotterdam maakt samen met Leiden minihersens, enzovoort. Deze miniatuurorganen- op-chips, zoals een hart en een lever, kunnen we nu ook koppelen. Dat stelt ons in staat om te onderzoeken waarom een medicijn bijvoorbeeld wel effect heeft als het eerst door de lever gaat en daarna door het hart, terwijl er niks gebeurt als het eerst door het hart gaat en
dan door de lever. Ook de koppeling van miniatuurdarmen aan een miniatuurhart of -hersenen is interessant. Er is een correlatie gevonden tussen geestelijk welzijn en het microbioom (micro-organismen zoals bacteriën, virussen en gisten) in de darmen. Door die koppeling kunnen we onderzoeken welke invloed de darmflora heeft op hart en hersenen. Vervolgens zou je bijvoorbeeld een microbioomtransplantatie kunnen doen om een depressie te verhelpen.”

Wat is de volgende fase voor de miniatuurorganen?

“Een aantal miniatuurorganen is bijna uitontwikkeld voor onderzoek, maar nog niet voor gebruik voor transplantatie en dergelijke. Medisch onderzoek kan nog niet helemaal zonder dierproeven, maar het aantal dierproeven zou naar beneden kunnen. We willen nu aan de farmaceutische industrie laten zien dat de kosten van het testen van medicijnen omlaag kunnen en daarmee ook de kosten van medicijnen. Er worden natuurlijk alleen medicijnen ontwikkeld als er winst mee kan worden gemaakt. Door betere en goedkopere testen, zoals met miniatuurorganen, dalen de productiekosten en wordt de kans groter dat een medicijn op de markt komt.”

En op termijn?

“In de toekomst kunnen we organen printen. Bio-printen noemen we dat. De computer zet een MRI-scan om in iets wat hij kan printen. Zo krijgen we een 3D-print van een hart, in plastic. Dit kun je natuurlijk niet in een lichaam plaatsen, maar als het in de toekomst van zachter materiaal is en we cellen mee kunnen printen heb je een levend orgaan.”

Door Annemique de Kroon, beeld Sergio Membrillas