In eerder onderzoek is de 3D-spier ontwikkeld. Een miniatuurversie van de spier, gemaakt uit menselijke huidcellen. De spier kan gezond zijn of een spierziekte hebben. Bovendien zijn de spiertjes gekoppeld aan een chip die beweging kan meten. Zo kan deze ‘muscle-on-a-chip’ gebruikt worden om medicijnen op te testen. In dit onderzoek wordt de muscle-on-a-chip uitgebreid met bindweefselcellen. Deze cellen zijn in het lichaam belangrijk voor de structuur en stevigheid van de spieren.
Een groot probleem bij de ontwikkeling van nieuwe medicijnen is de beperkte beschikbaarheid van modellen die de mens goed nabootsen. Vaak wordt in onderzoek gebruik gemaakt van cellen en proefdieren, maar deze reageren vaak niet hetzelfde op medicijnen als mensen. Daarom ontwikkelden de onderzoekers de ‘muscle-on-a-chip’ of 3D-spier. Deze 3D-spiertjes worden gemaakt van menselijke huidcellen en gekweekt in het laboratorium. Ze kunnen samentrekken, net als een echte spier, en met een chip kan deze spierkracht gemeten worden. Dit is een belangrijke maat om te bepalen hoe goed de spieren functioneren. Maar in het menselijk lichaam werken de spiercellen niet alleen. Voor de stevigheid en structuur van de spieren, zijn ook bindweefselcellen belangrijk. Deze cellen spelen daarnaast bij veel spierziekten een rol. Ze zorgen voor bindweefselvorming en vervetting in de spieren, wat bij veel spierziekten voorkomt en waardoor de spierkracht afneemt.
Het doel van dit onderzoek is om de situatie in het lichaam nog beter na te bootsen. Hiervoor zal het muscle-on-a-chip model worden uitgebreid met bindweefselcellen. Daarnaast wordt een extra meetmethode toegevoegd, waarmee de samenstelling van de spiertjes bepaald kan worden. Zo kan de mate van bindweefselvorming en vervetting gemeten worden. En kunnen de onderzoekers bepalen welke rol dit speelt in het ziektebeloop van verschillende spierziekten. Ze richten zich in eerste instantie op de spierziekten FSHD en de ziekte van Pompe.
Het muscle-on-a-chip model dat in dit en voorgaande onderzoeken wordt ontwikkeld, stelt de onderzoekers in staat om spiertjes van individuele patiënten te maken. Hierin zal zowel de spierkracht als de samenstelling van de spiertjes kunnen worden bepaald. Hiermee kan het ziektemechanisme van een spierziekte nog beter in kaart worden gebracht en kunnen nieuwe behandelingen worden getest.
De eerste tussentijdse resultaten zullen halverwege 2023 bekend worden.
Dr. Jessica de Greef, prof. dr. Pim Pijnappel & drs. Niek Rijnveld
LUMC, Erasmus MC & Optics11
€ 311.350,- (medegefinancierd met PPS-toeslag die door Health~Holland, Topsector Life Sciences & Health, beschikbaar is gesteld aan het Spierfonds ter stimulering van publiek-private samenwerkingen)
Jessica de Greef is biomedisch onderzoeker in het LUMC. Hier doet ze onderzoek naar de genetische en epigenetische basis van de spierziekte FSHD. Daarnaast ontwikkelt ze modellen waarmee deze spierziekte beter bestudeerd kan worden.
