6 miljoen euro voor bouwen met mini-organen

Organoïden (sterk versimpelde versies van organen die in het lab worden gekweekt) zijn hot. Ze worden overal in de wereld gebruikt voor wetenschappelijke studies. Onderzoekers* van Amsterdam UMC gaan een stap verder: zij willen een stapelbaar systeem van organoïden maken voor onderzoek naar virusinfecties. Het consortium dat ze daarvoor hebben opgericht, kreeg onlangs een Europese subsidie van 6 miljoen euro.

Even vroegen ze zich nog af of hun droom te groot was, of ze niet teveel wilden. Maar de reviewers die zich over hun Europese subsidieaanvraag bogen, veegden dat van tafel. “Een aangename verrassing, want de concurrentie voor deze subsidie is enorm”, vertelt Dasja Pajkrt, specialist in infectieziekten bij kinderen. Samen met klinisch viroloog Katja Wolthers legde zij het fundament voor het consortium GUTVIBRATIONS (met een knipoog naar de wereldhit Good Vibrations van The Beach Boys): Gut Virus Brain Axis Technology in Organoid Science.

Katja Wolthers (links) en Dasja Pajkrt Katja Wolthers (links) en Dasja Pajkrt

Eerder vormde het tweetal al het consortium OrganoVIR (organoids for virus research), waarin ze samenwerken met wetenschappelijke instellingen en vooraanstaande biotechbedrijven in Europa. Doel van dat consortium is om onderzoekers te trainen in het werken met organoïden voor onderzoek naar virusinfecties. “Dat is een vrij nieuwe toepassing”, zegt Wolthers. Organoïden worden nu al veel gebruikt voor toxicologisch onderzoek, bijvoorbeeld om te kijken wat voor effect een nieuw medicijn heeft op de lever.

Met het GUTVIBRATIONS consortium, waarin ook enkele partners uit OrganoVIR zitten, wil het tweetal een nieuwe stap zetten in de toepassing van organoïden voor virusonderzoek. Nu worden ze gebruikt om één orgaan na te bootsen buiten het lichaam. Dat gebeurt met menselijke cellen die in het lab gekweekt worden tot een driedimensionale structuur die veel overeenkomsten vertoont met een echt orgaan – een mini-orgaan dus.

Beeld: Shutterstock Beeld: Shutterstock

3D-printer

“Wij willen een stapelbaar systeem maken, meerdere orgaantjes combineren in één kweeksysteem”, legt Wolthers uit. “Daarmee boots je de situatie in het menselijk lichaam beter na.” Dat kweeksysteem moet zo gebruiksvriendelijk zijn, dat iedere onderzoeker ermee uit de voeten kan. Wolthers: “Denk aan het principe ‘iedereen kan bouwen met lego’, zo simpel moet het worden. We gaan kunststof plaatjes ontwikkelen die je met een gewone 3D-printer kunt printen. Daarop kun je je organoïden kweken. En die plaatjes zijn aan elkaar te koppelen.”

Het eerste systeem waaraan ze gaan werken, is een darm-brein-as. “In het lichaam communiceren de darmen en de hersenen met elkaar. We kunnen al darm mini-organen en hersen-organoïden afzonderlijk kweken en bestuderen”, vertelt Pajkrt. “Deze mini-organen brengen we in contact met een nagebootste bloed-hersenbarrière, die ervoor zorgt dat schadelijke stoffen in het lichaam niet zomaar via het bloed in het brein terechtkomen. De vraag die we met behulp van dit model willen beantwoorden is: hoe kan het dat je een hersenvliesontsteking krijgt als je een virus inslikt?”

Minder dierproeven

Het bouwen van dergelijke modellen die grotere systemen in het lichaam nabootsen, is een flinke stap uit de comfortzone van het tweetal. Vandaar de samenwerking in een consortium, want er is naast biologische en virologische expertise ook veel technische kennis nodig. “We zitten zeg maar met de top-legobouwers aan tafel”, zegt Wolthers. Zoals de Technische Universiteit Denemarken (DTU) en in Zweden the Royal Institute of Technology en biotech bedrijf Biolamina**.

Pajkrt: “We hopen een model te bouwen dat zo ‘menselijk’ mogelijk is. Een model dat representatief is voor een virusinfectie bij mensen, zodat je daar antivirale middelen op kunt testen. Ik denk dat je daarmee snellere en betere antwoorden krijgt op je onderzoeksvragen dan met dierproeven. We hebben al laten zien dat studies met muizen niet meer nodig zijn als je bepaalde medicijnen test op hersen-organoïden.”

Tekst: Irene van Elzakker

*Onderzoekers van Amsterdam UMC die bij dit project betrokken zijn: Dasja Pajkrt, Adithya Sridhar, Katja Wolthers (allen van Organovir Labs), Carla Ribeiro en Renee Schreurs (beiden van de afdeling Experimentele immunologie)

** Daarnaast wordt samengewerkt met immunologen, virologen en stamcelbiologen van Amsterdam UMC, DTU, de Katholieke Universiteit Leuven, het gentherapiebedrijf uniQure en StemCell Technologies, dat kweekmedia maakt voor organoïden.