3D bioprinter Readily 3D

Levend 3D model alvleesklier test medicatie tegen diabetes

In het Europese project ENLIGHT gaan onderzoekers een levend model maken van de alvleesklier om medicatie tegen diabetes beter te kunnen testen. Dit model wordt gefabriceerd met een nieuwe manier van bioprinten, die in het UMC Utrecht en EPFL is ontwikkeld.

Onderzoeker Riccardo Levato: “Met acht Europese partners gaan we nu een nieuwe bioprinter ontwikkelen die, met behulp van zichtbaar licht, stamcellen 3D in functionele alvleesklierweefsels print”.

Het ENLIGHT -project heeft een subsidie van 4 jaar ontvangen van het Europese innovatiefonds Horizon 2020. Het streven is om binnen drie jaar het eerste werkende weefselmodel te realiseren.

Doel van Europees ENLIGHT-project: een levend model om medicatie tegen diabetes beter te testen

Voordelen bioprintweefsel

Het gebruik van weefsel uit een 3D bioprinter heeft een aantal grote voordelen. Bijvoorbeeld bij het testen van geneesmiddelen. Deze ‘gepersonaliseerde’ modellen kunnen dierproeven overbodig maken en de ontdekking van nieuwe geneesmiddelen versnellen.

Ook vermindert het de belasting voor individuele patiënten, omdat zij niet langer zelf hoeven te experimenteren met verschillende medicijnen totdat er één aanslaat. Dat is niet alleen voor diabetes patiënten van belang, maar kan -als het model werkt- ook voor andere ziektebeelden als kanker gebruikt worden.

Riccardo Levato, onderzoeker biofabrication aan het UMC Utrecht en coördinator van ENLIGHT: “Met cellen van een patiënt kunnen behandelaars het zieke weefsel namaken . Vervolgens kan in een laboratorium getest worden welke kandidaat-medicatie het meest effect heeft. Dit bespaart patiënten een lange zoektocht met vervelende bijwerkingen, het scheelt in de behandelkosten en leidt tot de beste beschikbare zorg voor individuele patiënten”.

Bedrukte gel met vaatstelsel. Voedingsstoffen worden via de vaatstructuur naar de cellen in de gel gevoerd – Fotocredits: Readily 3D.

Proof of principle

Het is geen toeval dat het ENLIGHT-project zich met nieuwe bioprint-technieken in eerste instantie richt op diabetes en daarmee de alvleesklier. De alvleesklier maakt enzymen en hormonen aan, waaronder insuline; bij diabetes gebeurt dit niet of onvoldoende.

“Diabetes is een bewuste keuze vanwege de maatschappelijke relevantie. Het is naast astma de meest voorkomende chronische ziekte bij kinderen. Ondanks de groeiende vraag naar zorg voor patiënten met diabetes, blijft de ontwikkeling van nieuwe geneesmiddelen (naast insulinetherapie) achter”. vertelt Riccardo Levato .

Proof of principle

“Tegelijkertijd is de alvleesklier onze ‘proof of principle’. Als het lukt om een levend model van de alvleesklier te maken en als het lukt om daarmee daadwerkelijk medicatie tegen diabetes te testen, vormt dat het bewijs dat de nieuwe bioprint-technieken werken”. Riccardo: “Vervolgens kunnen we die technieken veel breder inzetten. In principe kun je er levende modellen van alle soorten weefsel mee maken”.

Microscopiebeeld (zoom) in de gel. De bioprint-gels bieden een geschikte omgeving om verschillende celtypes te kweken (elk heeft een andere kleur). Vaatcellen, in groen, kunnen in de gel groeien om nieuwe bloedvaten te vormen in het geprinte weefsel – Fotocredits: UMC Utrecht.

Volumetrische bioprinter

Om het maken van verschillende soorten weefsel in de toekomst mogelijk te maken, willen de ENLIGHT-onderzoekers twee doorbraken forceren.

De eerste is een nieuw te ontwikkelen bioprinter, die bliksemsnel een deel van het menselijk lichaam kan namaken, inclusief levende cellen. Waar een klassieke 3D-printer een uur over doet, doet deze zogeheten volumetrische bioprinter binnen een minuut. Dat is van belang omdat de overlevingskans van de cellen vermindert naarmate het printen lager duurt.

Wanneer de bioprinter een levend 3D-model van menselijk weefsel heeft gemaakt, is er nog een tweede stap nodig om de functionaliteit op menselijk orgaanniveau na te maken.

Riccardo: “Als je alvleesklierweefsel wil fabriceren, moet het 3D-model er niet alleen zo uitzien, maar ook functioneren als een alvleesklier. Dit willen we al in de printfase voor elkaar zien te krijgen door signaalmoleculen toe te voegen, die de cellen (gestimuleerd door de printer) vertellen hoe ze zich moeten gedragen’.

De komende vier jaar zijn erop gericht om zo een levend model van de alvleesklier te maken, inclusief hormonale functies. Op de langere termijn strekken de ambities verder en wil ENLIGHT nieuwe instrumenten bieden om het tekort aan donororganen voor transplantatie en regeneratieve geneeskunde op te lossen.

ENLIGHT-partners

De ENLIGHT-partners hebben een bijdrage van 3,6 miljoen euro van het Europese innovatiefonds Horizon 2020 gekregen. Het multidisciplinaire consortium wordt geleid door  het UMC Utrecht en bestaat verder uit Ecole Polytechnique Federale de Lausanne en ETH Zürich (Zwitserland), The University of Naples Federico II (Italië), AstraZeneca (Zweden), Rousselot (België), Readily 3D (Zwitserland) en Fondazione Giannino Bassetti (Italië).

Disclaimer

The project leading to this application has received funding from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No 964497. More information on the ENLIGHT project can be found on de EU CORDIS website: https://cordis.europa.eu/project/id/964497.

De foto bovenaan in dit artikel is de 3D bioprinter – Fotocredits: Readily 3D.

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *