Veel hart- en vaatziekten kunnen nog niet genezen worden. Daardoor zijn deze ziekten wereldwijd de nummer 1 doodsoorzaak. Een belangrijke reden voor het feit dat 91 procent van de nieuw ontwikkelde medicijnen niet door de klinische studies heen komen, heeft te maken met het feit dat de huidige 2D-modellen en dierproeven niet in staat zijn de menselijke hartfuncties betrouwbaar te imiteren. Met het 3D-miniatuurhart van River BioMedics zou dat dus wel moeten lukken.
Vier jaar geleden besloot professor Robert Passier zijn kennis van hartstamcellen te integreren met de technische expertise van de UT zoals de organ-on-chip-technologie. Hij is gespecialiseerd in hartcellen, gemaakt van zogenoemde ‘humane geïnduceerde pluripotente stamcellen’.
Ontwikkeling 3D miniatuurhart
Die kunnen van lichaamscellen - ook uit bloed of urine - van elk willekeurig persoon gemaakt worden. Door middel van een toevoeging van enkele specifieke biologische factoren groeien ze vervolgens uit tot hartcellen. Die leveren, omdat ze afkomstig zijn van mensen, een belangrijke bijdrage aan het onderzoek naar hartziekten. Dat onderzoek gebeurt nu echter meestal nog in 2D. Het hart is natuurlijk een 3D pompend orgaan. Daardoor kunnen 2D in vitro modellen de hartfunctie niet goed nabootsen.
Samen met postdoc onderzoeker Marcelo Ribeiro ontwikkelde Passier een techniek om met de door hem ontwikkelde hartcellen een 3D miniatuurhart te maken dat zelf kan kloppen. In onderstaande video is dat kloppende miniatuurhart te zien.
“De volgende stap is om functionele metingen in het minihartje te verrichten. Door stamcellen te gebruiken van zowel gezonde mensen als van patiënten, wordt het mogelijk om de effecten van potentiële medicijnen te vergelijken in deze minihartjes", aldus Professor Passier.
De 3D-hartstrip
Behalve aan het 3D-miniatuurhart werken de onderzoekers ook aan een zogenoemde 3D-hartstrip. Daarbij wordt hartweefsel met veel minder cellen(ongeveer een kwart miljoen) dan het 3D-miniatuurhart gevormd, dat vastzit aan twee kleine flexibele paaltjes.
De samentrekkingskracht van het hartweefsel kan bepaald worden door de mate van buiging van de paaltjes te meten. Deze methode maakt het razendsnel testen van de effectiviteit van (nieuwe) medicijnen mogelijk. De video hieronder geeft weer hoe dat er uit ziet.
River BioMedics
Begin dit jaar richtten Passier, Ribeiro en Lisanne Blauw de UT spin-off River BioMedics op. Samen willen ze de ontwikkeling van medicijnen tegen hartziekten naar een volgend niveau te brengen. Hun gezamenlijke achtergrond in stamcelbiologie, biochemie, technologie en geneeskunde moet daar de basis voor vormen.
Het is wederom een voorbeeld van Nederlandse kennis en innovatie die ingezet wordt bij de strijd tegen- en het genezen van hart- en vaatziekten. Het biotechnische robothart van prof. dr. Jolanda Kluin, dat ook nog volop in ontwikkeling is, werd onlangs nog voorgedragen als een van de kanshebbers voor het ontvangen van 30 miljoen Britse pond aan financiering van de British Heart Foundation (BHF).
