In het Leids Universitair Medisch Centrum hebben onderzoekers een doorbraak gerealiseerd die de zoektocht naar mogelijke medicijnen voor de zeldzame erfelijke spierziekte FSHD, waar momenteel nog geen therapie voor bestaat, kan versnellen. In het lab slaagden LUMC-onderzoekers er namelijk in om 3D-sleketspiertjes te kweken waarmee deze ziekte beter bestudeerd kan worden.
FSHD, facioscapulohumerale spierdystrofie, is weliswaar een zeer zeldzame ziekte waar in Nederland naar schatting 2.000 patiënten aan leiden, maar het is ook de meest voorkomende erfelijke spierziekte. Het LUMC is wereldwijd een van de beste expertisecentra op het gebied van FSHD.
3D-skeletspiertjes kweken
De 3D-skeletspiertjes, of mini-spiertjes, die voor het onderzoek nodig zijn, worden gekweekt in het lab met stamcellen die zijn gemaakt vanuit huidcellen van FSHD-patiënten. Die technologie, waarbij stamcellen tot spiercellen worden gemaakt, die vervolgens tot spiervezels gekweekt worden, bestond weliswaar al, maar alleen in ‘2D’. Zo kon alleen een plat laagje spierweefsel gekweekt worden.
De nieuwe methode die nu door onderzoekers van het LUMC met succes is ontwikkeld, kunnen de mini-spiertjes in 3D gekweekt worden. Dit biedt onderzoekers de mogelijkheid om ook de spierkracht te meten. “Die 3D-spiertjes laten we minstens een week groeien in een kweekbakje tussen twee pilaartjes. Dat doen ze grotendeels zelf, net zoals ze dat in het lichaam zouden doen tussen twee pezen”, zegt FSHD-onderzoeker dr. Jessica de Greef.
Zelfde eigenschappen
Om de mini-spiertjes te kunnen testen worden ze met elektrische pulsen gestimuleerd zodat ze samentrekken. “De spiertjes zitten vast aan de pilaartjes. De pilaartjes hebben een bepaalde flexibiliteit. Als de spiertjes samentrekken, kunnen ze de pilaartjes laten buigen. Vandaaruit kunnen we berekenen hoe sterk het spiertje precies is. Daardoor zijn de modellen zeer geschikt om medicijnen te testen”, vervolgt Jessica.
Zoals gezegd is voor het kweken van de mini-spiertjes gebruik gemaakt van huidcellen van bestaande FSHD-patiënten. Tijdens het onderzoek is gebleken dat spiertjes gemaakt van de zieke cellen symptomen vertoonden die duidelijk overeenkwamen met die van FSHD-patiënten. Zoals verminderde contractiekrachten (het samentrekken van spierweefsel), dunnere spiervezels en kortere sarcomeren (kleine deeltjes in de spier die helpen om de spieren te laten werken). De bevindingen van het onderzoek zijn gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Brain.
3D-modellen in plaats van proefdieren
Een ander voordeel van het gebruik van 3D-modellen is dat hierdoor bij veel onderzoeken naar nieuwe medicijnen minder gebruik gemaakt hoeft te worden van proefdieren, een ontwikkeling waar in de medische wereld steeds vaker rekening mee gehouden wordt.
Daarnaast kunnen 3D-modellen ook ingezet worden om onderzoeken met proefpersonen, zeker bij zeldzame ziekten, te ondersteunen. “Er zijn maar circa tweeduizend FSHD-patiënten in Nederland. Stel, je kunt er honderd vinden die mee willen doen aan een medicijnstudie, dan kunnen die honderd mensen niet aan een andere medicijnstudie meedoen. Oftewel, we moeten scherpe keuzes maken: wat gaan we testen en wat niet? Dit soort 3D-modellen helpen daar bij”, zegt De Greef.
