Bioloog Robert Passier gaat als nieuwe hoogleraar Toegepaste stamcelbiologie aan het Leids Universitair Medisch Centrum (LUMC) aan de slag om samen met technologen van de Universiteit te werken aan het door ontwikkelen van miniatuurtechnologie voor onderzoek op het gebied van het menselijk hart.
Deze samenwerking is volgens Passier dé manier om zijn aandachtsgebied, heart-on-a-chip, met grote stappen vooruit te helpen. Een heart-on-a-chip is zo klein als een vingernagel, maar de verwachtingen van de technologie om vragen te beantwoorden over het ontstaan van hart- en vaatziekten en het testen van nieuwe medicijnen zijn groot.
Mini-orgaantjes
Organen-op-chips zijn combinaties van menselijke mini-orgaantjes met onder andere micro-elektronica, microfluidica en nanosensors. Ze bieden nieuwe mogelijkheden voor het sneller ontwikkelen van veilige nieuwe medicijnen, het toepassen van personalized medicine en het verminderen van proefdiergebruik.
Een heart-on-a-chip is een verzameling van één of meerdere compartimentjes die zijn bekleed met menselijke hartcellen, gemaakt van stamcellen. De compartimenten zijn met elkaar verbonden door kleine vloeistofkanalen, waardoor het geheel belangrijke aspecten van hartfunctie en -ziekte kan nabootsen.
Met de toekenning van de Zwaartekrachtsubsidie van bijna 19 miljoen euro in het voorjaar van 2017 kreeg het onderzoeksveld van Passier een grote impuls. “De kracht van de organs-on-chip is de combinatie van de engineering-technologie en de stamcelbiologie. In het LUMC weten we heel veel over stamcellen en hartcellen en in Twente zit veel technische kennis over o.a. microfluïdica, materialen, en sensoren,” legt Passier uit.
Kennis LUMC en UT bundelen
De nieuwe hoogleraar wil deze kennis nu letterlijk bij elkaar brengen en uitbouwen. Hiervoor is Passier een dag in de week in Leiden aanwezig en de rest van de tijd aan de Universiteit Twente. “Die uitwisseling van biologen en technologen is noodzakelijk de heart-on-a-chip-technologie in te zetten om hart- en vaatziekten nog beter te begrijpen.”
Passier ziet veel onderzoeksmogelijkheden voor zijn
heart-on-a-chip. “Op de korte termijn kunnen we ons model gebruiken om medicijnen voor hart- en vaatziekten te testen en ontwikkelen. Omdat we menselijke cellen gebruiken kunnen we in theorie voor elke patiënt apart testen hoe zijn of haar cellen op medicijnen reageren. Bovendien hebben we door deze aanpak minder proefdieren nodig voor onderzoek.”
Op de lange termijn denkt Passier aan toepassingen voor regeneratieve geneeskunde: het herstellen van beschadigde organen in plaats van ze te vervangen. “We werken nu met individuele of laagjes hartspiercellen, maar dat is natuurlijk niet hetzelfde als een heel hart. In een hart zitten nog veel meer celtypen, die allemaal met elkaar samenwerken. We kunnen nu in het laboratorium nog geen kloppend mini-hart maken, maar die ambitie hebben we wel.”
LUMC en on-a-chip onderzoek
Het LUMC komt vaker in het nieuws op het gebied van on-a-chip technologie. Zo zijn het academisch ziekenhuis en het Nederlandse orgaan-op-chip consortium hDMT de
kartrekkers van een nieuwe EU-project met als doel het opzetten van een Europese infrastructuur voor gezamenlijke ontwikkeling, productie en implementatie van organen-op-chips door wetenschap en bedrijfsleven. Aan het project doen zes Europese onderzoeksinstellingen mee. Zij willen samen de nieuwe technologie zo snel mogelijk een zo groot mogelijke maatschappelijke en economische impact te geven.
Onderzoekers van het LUMC en het Leiden Academic Centre for Drug Research (LACDR) kregen vorig jaar een
subsidie van 600.000 euro om een ‘microvessel-on-a-chip-model’ verder te ontwikkelen. Met het geld, waarvan 480.000 euro afkomstig is van het ZonMw-programma Meer Kennis met Minder Dieren en de Stichting Proefdiervrij, moet in een laboratoriummodel het gedrag van stoffen op kleine menselijke bloedvaten in detail in kaart worden gebracht ter vervanging van dierproeven. De onderzoekers willen aantonen dat hun model bruikbaar is als alternatief voor dierproeven.
Robert Passier (LUMC) wil als hoogleraar Toegepaste stamcelbiologie kennis op het gebied van on-a-chiptechnologie bundelen door samen te werken met technologen van de Universiteit Twente.
