Met een orgaanmachine voorspellen hoe een medicijn in de praktijk gaat reageren in een lichaam. Dat klinkt als sciencefiction, maar bij TNO zijn ze er al intensief mee bezig. Evita van de Steeg, senior wetenschapper bij TNO, legt uit hoe zij met behulp van een orgaanmachine kan voorspellen hoe een medicijn in een lichaam reageert. Haar onderzoek helpt om geneesmiddelen sneller op de markt beschikbaar te maken én maakt minder dierproeven nodig.
Voor het ontwikkelen van medicijnen is het belangrijk om zeer betrouwbare informatie te verkrijgen over het gedrag van het medicijn in mensen, voordat het in klinische proeven bij mensen wordt getest. Bij TNO wordt medicatie bijvoorbeeld getest met een hartlongmachine die samen met de lever van een varken, verkregen uit slachtafval, wordt gebruikt.
Orgaanperfusie
Betreffende methode heet orgaanperfusie, een techniek die organen buiten het lichaam levensvatbaar houdt met behulp van een machine. Evita van Steeg legt op de website van TNO uit: “De buizen en machine bootsen de functies van het hart en de longen na, waardoor het orgaan kan functioneren alsof het in een lichaam zit. Zodra we een medicijn hebben toegevoegd, meten we hoe het orgaan ermee omgaat en hoe het reageert op het medicijn. Dit is een innovatieve methode voor het testen van medicijnen”
De buizen en machine bootsen de functies van het hart en de longen na, waardoor het orgaan kan functioneren alsof het in een lichaam zit. Zodra er een medicijn is toegevoegd, wordt gemeten hoe het orgaan hiermee omgaat en hoe het reageert. Hiervoor wordt doelbewust de lever van een varken gebruikt, omdat deze qua structuur en functie sterk lijkt op een menselijke lever. Een lever produceert gal waar afvalproducten van medicijnen in terecht komen. Door monsters te nemen, kan worden vastgesteld hoeveel van het medicijn wordt afgebroken en hoe snel.
Monsters uit orgaanmachine
Het bijzondere van deze innovatieve orgaanmachine is dat monsters overal kunnen worden genomen om vast te stellen hoeveel van het medicijn wordt afgebroken en hoe snel. “Dankzij deze methode verkrijgen we zeer betrouwbare informatie over het gedrag van medicijnen in mensen. Zo zorgen we ervoor dat medicijnen sneller beschikbaar komen voor patiënten.'
Het innovatieve idee voor deze orgaanmachine ontstond in samenwerking met UMC Groningen. Onderzoekers uit Groningen lieten aan TNO een machine zien, die ontwikkeld is voor transplantatieonderzoek. Vervolgens ontstond bij TNO het idee om een orgaanmachine te ontwikkelen om medicatie te testen. Die machine werd uiteindelijk gemaakt door een Nederlands bedrijf en werd samen met farmaceutische partijen aangeschaft .
Organ-on-a-chip
Bij TNO wordt geprobeerd om in het lab de belangrijkste functies van cruciale organen in het menselijk lichaam na te bootsen, zoals die van een nier, lever of darm. Om dat op de best mogelijke manier te doen, worden meerdere technieken gebruikt. Naast orgaanperfusie wordt bijvoorbeeld ook gewerkt aan ‘organ-on-a-chip’ technologie. Daarbij worden orgaanfunctie op zeer kleine schaal nagebootst door onder andere stamceltechnologie te gebruiken.
Organ-on-a-chip technologie wordt op diverse plekken gebruikt door onderzoekers, onder meer voor het testen van nieuwe medicijnen. Een groot voordeel, van zowel orgaanperfusie als de organ-on-a-chip technologie, is dat er minder dierproeven nodig zijn. De organ-on-a-chip is een kleine computerchip met menselijke cellen op een plastic plaatje met geïntegreerde microkanaaltjes en -kamertjes. Daarbinnen groeien nagenoeg onzichtbare complexe weefsels van menselijke cellen in een omgeving die het menselijk lichaam nabootst.
Evita van Steeg denkt dat beide methoden elkaar voeden. “Deze methoden bestaan momenteel nog naast elkaar, maar uiteindelijk zullen we geen hele organen meer nodig hebben voor onderzoek. We gebruiken ook al onze kennis en expertise intern zo veel mogelijk, inclusief AI en data. Zo komt alles samen.”
