"Farmaceutische industrie heeft dringend behoefte aan modellen om levertoxiciteit te kunnen voorspellen"

Zo'n tien procent van de ontwikkelde medicijnen faalt vanwege onverwachte bijwerkingen, zoals leverschade. Dat heeft een enorme impact, zowel voor patiënten als financieel. Bart Spee en zijn collega's gaan gespecialiseerde levercellen ontwikkelen om de effectiviteit en veiligheid van geneesmiddelen beter te kunnen voorspellen.

Veel nieuwe geneesmiddelen blijken toxisch, zelfs nadat ze op de markt zijn gekomen. De farmaceutische industrie heeft daarom dringend behoefte aan modellen om levertoxiciteit te kunnen voorspellen, weet Bart Spee, onderzoeker bij het departement Geneeskunde van Gezelschapsdieren en onderzoekscoördinator Liver Regeneration. Samen met collega-onderzoekers bij het Hubrecht Institute en het UMCU wil hij gespecialiseerde levercellen ontwikkelen, die onder meer zijn te gebruiken voor het testen van medicijnen.

Minder dierproeven
"Via dit systeem kunnen geneesmiddelen al in een vroeg stadium afvallen als blijkt dat ze toxisch zijn, dus nog voor het preklinische testen", vertelt Spee. "Dat leidt direct tot een vermindering van dierproeven. Verder kunnen we met organoïden van de patiënt zelf alle mogelijkheden van gepersonaliseerde geneeskunde benutten door cellen tot in detail te onderzoeken op bijvoorbeeld effectiviteit en veiligheid van geneesmiddelen. Het is echt een veelbelovend project."

De onderzoekers maken gebruik van adulte stamcellen, in dit geval leverorganoïden. "Deze gespecialiseerde levercellen kunnen we gebruiken als een nieuw, patiënt-specifiek model, maar we kunnen nog niet de complete leverfysiologie nabootsen, want die is erg complex. Daarom gaan we deze stamceltechnologie combineren met Tissue Engineering (TE). TE geeft optimale kansen om de functie van de organoïden te vergroten en ze klaar te stomen voor klinische toepassing door de omgeving van levercellen (hepatocyten) na te bootsen."

Hoge beoordeling

Spee ontving een subsidie van 653.000 euro van technologiestichting STW (NWO). Het project start in augustus en valt onder STW's Open Technologieprogramma. Met de beurs kan Spee een post-doc aannemen (Kerstin Schneeberger) en een aio voor vier jaar. "We zijn ontzettend blij dat onze aanvraag is beloond", zegt hij trots. "Het project kreeg een hoge beoordeling voor toepasbaarheid en wetenschappelijke inhoud en eindigde als vierde van de achttien. Uiteindelijk zijn er zes projecten gehonoreerd." Een investeringsbudget van 40.000 euro gaat naar biotechnologiebedrijf LifeTec group (LTG) in Eindhoven voor de ontwikkeling van een bioreactor.

Belangrijke mijlpaal

"De STW-beurs voor Bart is een belangrijke mijlpaal voor ons facultaire onderzoeksprogramma Regenerative Medicine, Stem Cells & Cancer. Hiermee kunnen we voor het eerst 3D-levers printen van mensen en dieren met allerlei verschillende levercellen en -componenten, net als een echte lever", zegt Alain de Bruin, hoogleraar pathobiologie en coördinator van het RMSC-programma.

Complexe leverziekten nabootsen

De onderzoekers willen eerst de cellulaire complexiteit en functie van de organoïden verbeteren. Dat doen ze door het kweken van organoïden met gespecialiseerde levercellen. "We maken daarbij gebruik van bioprinten, dat zijn driedimensionaal geprinte cellen, om de complexiteit van leverweefsel na te bootsen", legt Spee uit. "Samen met LTG gaan we vervolgens bioreactoren ontwikkelen voor het kweken van geprinte leverconstructen. Met deze bioreactoren beschikken we over robuuste en controleerbare kweekomstandigheden en kunnen we onze levercellen gebruiken om allerlei complexe leverziekten te modelleren. Zo kunnen we ziekteprocessen bestuderen of medicijnen testen voor veilige behandelingsstrategieën."

Als het systeem betrouwbaar blijkt, kunnen de geprinte levercellen een nieuwe standaard worden voor preklinische toxicologietesten en gepersonaliseerde geneeskunde.