Wetenschappers van de Universiteit Twente en het Radboudumc werken aan een innovatieve technologie die nieuwe perspectieven biedt voor het onderzoek naar zeldzame oogziekten. In gezamenlijk onderzoek ontwikkelen zij een zogenoemde retina-on-a-chip: een netvlies-op-een-chip waarin de belangrijkste lagen van het menselijke netvlies worden nagebootst. Het doel is om beter te begrijpen wat er misgaat bij netvliesaandoeningen en om nieuwe behandelingen sneller en gerichter te kunnen testen.
Het netvlies is een complex en kwetsbaar onderdeel van het oog. Het bestaat uit meerdere lagen met verschillende typen cellen, die alleen goed functioneren als zij nauw met elkaar samenwerken. Juist die complexiteit maakt het moeilijk om netvliesziekten goed te bestuderen in bestaande laboratoriummodellen. De onderzoekers kiezen daarom voor een fundamenteel andere aanpak: het gecontroleerd samenbrengen van de afzonderlijke netvlieslagen in een microtechnologisch systeem.
Alle relevante netvliescomponenten
In het lab wordt gewerkt met menselijke cellen die samen de functionele onderdelen van het netvlies vormen. “Wat we in het lab ontwikkelen, heeft alle componenten van het menselijke netvlies die relevant zijn voor de functie van het oog. We willen weten hoe het reageert bij ziekten van het oog die door leeftijd of een erfelijke component kunnen ontstaan. Met deze aanpak zijn geen dierproeven meer nodig.” Met deze uitspraak benadrukken de onderzoekers niet alleen de wetenschappelijke ambitie, maar ook de ethische meerwaarde van het model.
De retina-on-a-chip is een microfluïdische chip: een systeem met zeer kleine kanaaltjes waarin vloeistoffen stromen en menselijke cellen kunnen groeien. Door deze gecontroleerde omgeving kunnen de onderzoekers de natuurlijke structuur van het netvlies zo nauwkeurig mogelijk nabootsen.
Structuur en functie gecombineerd
Volgens Andries van der Meer van de Universiteit Twente draait het om meer dan alleen het samenbrengen van cellen. “We brengen structuur aan in de cellen, zodat het model lijkt op het echte netvlies. Als dit goed lukt, kunnen we testen hoe het netvlies reageert op licht, druk of medicijnen. Zo kunnen mogelijke therapieën worden onderzocht die schade aan het netvlies kunnen vertragen of herstellen.” Die mogelijkheid om omstandigheden gecontroleerd te variëren is een belangrijk voordeel van het chipmodel.
Het combineren van losse celtypen is op zichzelf niet nieuw, maar het gecontroleerd samenbrengen van alle netvlieslagen in één functionerend model is dat wel. De onderzoekers hebben inmiddels een prototype ontwikkeld waarin twee cruciale lagen succesvol zijn geïntegreerd: het vaatvlies en het pigmentepitheel. Aan de derde laag, de zenuwlaag, wordt momenteel gewerkt. Het samenbrengen van deze drie lagen in één chip is niet eerder gelukt.
Stap voor stap richting klinische relevantie
Het chipmodel maakt het mogelijk om veranderingen in het netvlies nauwkeurig en stapsgewijs te volgen, vergelijkbaar met observaties in de klinische praktijk. Onderzoekers kunnen bijvoorbeeld variëren in lichtintensiteit of druk en direct zien hoe het netvliesmodel daarop reageert. Dat biedt nieuwe mogelijkheden om ziekteprocessen te ontrafelen en de werking van potentiële therapieën te beoordelen.
De volgende stappen in het project zijn gericht op het verder verfijnen van het model. Zo werken de onderzoekers aan het verminderen van variatie tussen verschillende chips en aan opschaling van de productie. Hoewel toepassing bij patiënten nog toekomstmuziek is, zien zij vooral voor zeldzame oogziekten grote kansen. “Zelfs bij de beste omstandigheden duurt de ontwikkeling van nieuwe geneesmiddelen gemiddeld vijf tot tien jaar,” zegt Van der Meer. “Maar juist voor zeldzame oogziekten kan deze technologie een enorme versnelling en nieuwe perspectieven bieden.”
Krachtenbundeling als versneller
De samenwerking tussen Universiteit Twente en Radboudumc speelt een centrale rol in het project. Het Radboudumc brengt gespecialiseerde stamcellen en diepgaande kennis van oogziekten in, terwijl de Universiteit Twente haar expertise op het gebied van chiptechnologie en bio-engineering levert. Volgens Alex Garanto van het Radboudumc is die combinatie essentieel: “Door onze krachten te bundelen, kunnen we innovaties veel sneller vertalen van het lab naar de kliniek.”
Met de retina-on-a-chip zetten de onderzoekers een belangrijke stap richting meer voorspellende, mensgerichte en dierproefvrije modellen voor oogonderzoek. Een ontwikkeling die niet alleen wetenschappelijk relevant is, maar ook uitzicht biedt op snellere en betere behandelingen voor patiënten met zeldzame netvliesaandoeningen.
Innovaties voor netvlies diagnostiek
Vorig jaar toonden onderzoekers aan dat een VR-bril een veelbelovend alternatief kan zijn voor het meten van gezichtsvermogen bij patiënten met geografische atrofie, een ernstige vorm van leeftijdsgebonden maculadegeneratie. In een studie met 24 patiënten leverde een VR-gebaseerde test vergelijkbare resultaten op als de huidige gouden standaard, microperimetrie. De VR-methode bleek daarbij sneller, goedkoper en comfortabeler voor patiënten.
Met behulp van een virtuele assistent en oogtracking konden lichtwaarnemingen nauwkeurig worden vastgelegd. De test vraagt minder specialistische apparatuur en personeel, waardoor toepassing buiten de oogkliniek mogelijk wordt. Patiënten ervoeren de VR-test als prettiger en minder vermoeiend, wat de toegankelijkheid en efficiëntie van oogzorg kan vergroten.
Begin 2025 werd een van de grootste oogstudies ter wereld uitgevoerd. Daaruit kwamen nieuwe mogelijkheden aan het licht om routinematige beeldvorming van de ogen te gebruiken als hulpmiddel bij het screenen op, en behandelen van ziekten, net zoals mammografieën dat hebben gedaan bij borstkanker.
