Onderzoekers van de Universiteit Twente (UT) gaan een nieuw hart op een chipmodel ontwikkelen voor onderzoek naar PLN R14del cardiomyopathie. Deze zeldzame erfelijke hartspierziekte kan ernstige hartritmestoornissen, hartfalen en plotselinge hartdood veroorzaken. Het nieuwe onderzoeksprogramma, BEAT PLN, moet de ontwikkeling en beoordeling van nieuwe behandelingen versnellen.
De onderzoeksgroep Applied Stem Cell Technologies van prof. dr. Robert Passier werkt hiervoor samen met PLaN Therapeutics. Het project heeft een totale waarde van 900.000 euro en wordt gefinancierd via de Health Holland Organ on a Chip call.
Menselijk model van hartspierziekte
Centraal binnen BEAT PLN staat de ontwikkeling van een geavanceerd hart op een chipplatform. Hiervoor gebruiken de onderzoekers hartspiercellen die zijn gemaakt uit humane pluripotente stamcellen van patiënten met de PLN R14del mutatie. Met het volledig menselijke en proefdiervrije model willen zij de ziekte zo natuurgetrouw mogelijk nabootsen.
Dat moet onderzoekers in staat stellen om de biologische processen achter PLN R14del cardiomyopathie beter te bestuderen. Daarnaast kunnen potentiële nieuwe therapieën rechtstreeks worden onderzocht in een model van menselijk hartweefsel.
Daarmee moet het platform een aantal beperkingen van bestaande onderzoeksmodellen ondervangen. Diermodellen en traditionele celmodellen bootsen de ziekte slechts gedeeltelijk na. Hierdoor is het lastig om op basis van dergelijke onderzoeken te voorspellen hoe effectief een nieuwe behandeling uiteindelijk bij patiënten zal zijn.
Erfelijke mutatie met Nederlandse oorsprong
PLN R14del cardiomyopathie wordt veroorzaakt door een mutatie in het phospholamban gen. De mutatie is vermoedelijk ongeveer 700 jaar geleden ontstaan bij een voorouder in Friesland. Alle huidige dragers stammen volgens de beschikbare gegevens af van deze gemeenschappelijke voorouder. Veel mensen met de mutatie wonen nog altijd in het noorden van Nederland, hoewel door verhuizing en emigratie ook elders in Nederland en daarbuiten dragers voorkomen.
Voor patiënten zijn momenteel behandelingen beschikbaar om symptomen van de ziekte te bestrijden. Een therapie die de onderliggende genetische oorzaak aanpakt, is er echter nog niet. Juist daarom is er behoefte aan modellen waarmee nieuwe behandelstrategieën beter en sneller kunnen worden onderzocht.
Snellere ontwikkeling van therapieën
Binnen BEAT PLN worden innovatieve therapieontwikkeling en humane ziektemodellen gecombineerd. Dankzij de financiering kunnen verschillende onderzoekslijnen parallel worden uitgevoerd. De partners willen daarmee niet alleen meer inzicht krijgen in de mechanismen achter de erfelijke hartspierziekte, maar ook nieuwe technologieën voor therapieontwikkeling onderzoeken.
Het hart op een chipplatform kan daarbij worden gebruikt om nieuw ontwikkelde behandelingen te testen en hun effecten op menselijk hartweefsel te beoordelen. Uiteindelijk moet die aanpak bijdragen aan een efficiëntere route van experimenteel onderzoek naar nieuwe behandelopties voor mensen met PLN R14del cardiomyopathie.
Organ-on-a-chip Center Twente
In 2020 opende de Universiteit Twente het Organ-on-Chip Center Twente (OoCCT), een samenwerking tussen onderzoekers van het TechMed Centre en MESA+. Het centrum werd opgericht om de ontwikkeling en toepassing van organ-on-chip technologie te versnellen en publiek-private samenwerking rond deze technologie te stimuleren. Bij de start waren vijftien UT-onderzoeksgroepen betrokken bij relevante vakgebieden, waaronder microfluïdica, sensortechnologie en ziektemodellering.
Organen-op-chips zijn kleine systemen waarin gekweekt menselijk weefsel de werking van echte organen nabootst. Daarmee konden onderzoekers onder gecontroleerde omstandigheden bestuderen hoe organen functioneren en welke invloed ziekten daarop hebben. De technologie bood daarnaast mogelijkheden om te voorspellen hoe veilig en effectief geneesmiddelen en andere behandelingen in het menselijk lichaam zouden kunnen werken. Bij de oprichting was het OoCCT bedoeld om kennis en expertise binnen de UT te bundelen, innovaties sneller richting markt en klinische toepassing te brengen en organ-on-chiptechnologie uiteindelijk dichter bij de patiënt te brengen.
Referenties
Universiteit Twente, Health-Holland
