Organ-on-a-chip-technologie gaat de ontwikkeling van nieuwe medicijnen versnellen, zo bleek tijdens de International Micro Nano Conference op 8 december in Amsterdam. Dat is ook dringend nodig nu farmaceutische bedrijven er te weinig in slagen om nieuwe geneesmiddelen naar de markt te brengen.

Bij het ontwikkelen van nieuwe geneesmiddelen staan de grote farmaceuten voor een gigantisch probleem, zo hield Malcolm Wilkinson van het Engelse biotechbedrijf Kirkstall zijn toehoorders voor. Hoewel ze beschikken over een enorme bibliotheek van farmaceutische componenten, stranden zo’n 90 % van alle beoogde medicijnen tijdens de klinische trials, het testen op mensen. Dat kost deze bedrijven handen vol geld en voor patiënten betekent het dat nieuwe, betere geneesmiddelen niet snel genoeg beschikbaar komen.

Dierproeven

Het probleem zit hem onder meer in de dierproeven, vertelde Wilkinson. ‘Volgens de regels moeten nieuwe medicijnen eerst worden getest op proefdieren, maar een muis is natuurlijk allerminst een mens. Hij is veel kleiner en de fysiologie is behoorlijk anders.’ Beter zou het zijn om een kandidaat-geneesmiddel op menselijke cellen te testen. Daarvoor is de meest logische methode de organ-on-a-chip.

Chip

Dit is een plaatje met smalle kanaaltjes erin die menselijke cellen van een bepaald orgaan bevatten. Op deze manier is, zeer vereenvoudigd, een orgaan nagebouwd inclusief overgangen tussen verschillende weefsels, bloedvaten en gradiënten van (bio)chemische stoffen. Daardoor vertoont de chip de belangrijkste biologische functies van het betreffende orgaan. De meest recente 'orgaanchips' maken zelfs samentrekkende bewegingen die de vaak benodigde mechanische spanningen nabootsen.

Over vijf jaar is de technologie uitontwikkeld en hebben we het aantal benodigde proefdieren flink teruggebracht

Dat maakt de orgaanchip bij uitstek geschikt om medicijnen te testen. Niet alleen komt de orgaanchip dichter in de buurt van een echt mens dan een muis, ook wordt het mogelijk om de langetermijneffecten van medicijnen te testen. ‘Ik voorzie dat de technologie over een jaar of vijf is uitontwikkeld en dat we het aantal benodigde proefdieren flink hebben teruggebracht’, aldus Wilkinson.

Nagebouwde long

Keynotespreker Antony Bahinski van het Wyss Institute van Harvard University vertelde over de geboorte van het nieuwe vakgebied. In 2010 maakte een collega van hem, Dan Huh, de allereerste organ-on-a-chip, een nagebouwde long. Onderzoekers van dat instituut hebben sindsdien gestaag doorgewerkt en presenteerden onder meer al de versimpelde versies van darm, hart en lever.

Op dit moment werken zij aan het aan elkaar knopen van de chips met verschillende ‘organen’, om zo de interactie te benaderen die tussen organen in het menselijk lichaam plaatsvindt. Erg in het oog springend is ook zeer recent onderzoek naar een luchtweg-op-een-chip, waarmee de Amerikanen de precieze invloed van roken op de luchtwegen willen achterhalen.

Detail van een long-op-een-chip. Te zien is hoe de beweging als gevolg van ademhalen wordt nagebootst. Bron: Wyss Institute.

Openingsbeeld: Wyss Institute.