Ze zijn een paar millimeter klein, even groot als de gum van een potlood, maar maken een groot verschil voor de wetenschap. Mini-organen helpen onderzoekers om ziekten beter te begrijpen en om nieuwe medicijnen te testen. Onderzoekers zijn volop aan het pionieren met dit wetenschappelijke wonder. Zo ook prof. dr. Pim Pijnappel en dr. Jessica de Greef. Met steun van het Spierfonds ontwikkelden zij de 3D-spier.
“Op een dag keek ik door de microscoop naar de spiervezeltjes die we hadden gekweekt. Opeens zag ik ze uit zichzelf samentrekken. Toen wist ik, dit heeft ongekende mogelijkheden.”
De 3D-spier – of ‘muscle-on-a-chip’ – is een levend minispiertje, van ongeveer 5 mm groot die van menselijke cellen gekweekt wordt in een laboratorium. Net als de spieren in ons lichaam, kan de 3D-spier bewegen en samentrekken. Speciale sensoren kunnen de beweging van het spiertje vastleggen. De computer rekent dat direct om naar de kracht die het spiertje levert. Het betekent een enorme stap vooruit voor onderzoek naar spierziekten en mogelijke medicijnen.
Prof. dr. Pim Pijnappel van het Erasmus MC in Rotterdam: “Dit is een fantastische ontwikkeling. Met de muscle-on-a-chip hebben we nu een levende, menselijke modelspier op miniatuurformaat. Deze spieren kunnen een specifieke spierziekte hebben of juist gezond zijn. Elke mini-spier is gekoppeld aan een chip die op ieder moment de spierkracht ervan kan meten.” Dr. Jessica de Greef van het LUMC in Leiden vult aan: “Het verloop van een spierziekte kan veel beter in beeld worden gebracht dan voorheen en de werking van een mogelijke behandeling kan direct op dit menselijk weefsel worden getest. Dat is een enorme winst voor het onderzoek naar spierziekten.”
Voordat een nieuw medicijn bij mensen getest kan worden, moet worden aangetoond dat het medicijn veilig en werkzaam is. Dat gebeurt in het laboratorium. Hiervoor worden cellen en diermodellen gebruikt. Maar deze reageren vaak anders dan mensen. Met de 3D-spier kan de situatie in de mens beter worden nagebootst. Hiermee is het een alternatief voor het gebruik van proefdieren. De 3D-spier kan gebruikt worden om medicijnen op grote schaal te testen. De onderzoekers in Leiden en Rotterdam ontwikkelen momenteel 3D-spieren voor twee spierziekten, FSHD en de ziekte van Pompe. In de toekomst kan deze innovatieve techniek ook voor andere spierziekten ontwikkeld worden.
Onderzoekers in Rotterdam en Leiden ontwikkelen mini-spiertjes in het laboratorium. Bekijk hier hoe dat in zijn werk gaat.
Tot op heden hebben wij de volgende onderzoeken naar de ontwikkeling van de 3D-spier mogelijk gemaakt.
Het doel van dit onderzoek is om een miniatuurversie van de spier te kweken op een speciale chip. Deze 3D-spier of 'muscle-on-a-chip' kan vervolgens gebruikt worden om medicijnen te testen.
Het doel van dit onderzoek is om een speciale plaat te ontwerpen waarop 96 3D-spiertjes kunnen groeien en waarvan de spierkracht individueel gemeten kan worden.
Het doel van dit onderzoek is om niet alleen de krachten van de hele 3D-spiertjes te meten, maar ook van de kleinste eenheden van de spier.
Het doel van dit onderzoek is om het model nog meer natuurgetrouw te maken, door de toevoeging van bindweefselcellen die belangrijk zijn voor de stevigheid en structuur van spieren.
In dit onderzoek wordt het systeem aangepast zodat 96 mini-spiertjes tegelijk gemeten kunnen worden. Daarnaast wordt het effect van training op de kwaliteit van de spiertjes bepaald.
De ontwikkeling van de 3D-spier medegefinancierd met PPS-toeslag die door Health~Holland, Topsector Life Sciences & Health beschikbaar is gesteld aan het Spierfonds ter stimulering van publiek-private samenwerkingen. De komende jaren zullen wij verder investeren in de ontwikkeling van de 3D-spier via deze partnership met Health~Holland.
Alleen met wetenschappelijk onderzoek kunnen we de strijd tegen spierziekten voeren en uiteindelijk een medicijn vinden. Om zo spierziekten te stoppen. En dit kunnen we alleen doen met jouw hulp.
