Kunnen organoids dierproeven vervangen?

Organoids lijken qua celopbouw erg op onze eigen organen, maar je maakt ze in een kweekschaaltje. En dat is handig, want door die mini-organen op kweek hoeven we in de toekomst misschien geen dieren meer te gebruiken om medicijnen op te testen.

6 januari 2020

Wanneer artsen of onderzoekers nieuwe medicijnen ontdekken, duurt het vaak jaren voordat deze voor patiënten beschikbaar zijn. Wetenschappers moeten namelijk eerst zeker weten dat de nieuwe medicijnen werken en vooral veilig zijn. De route loopt als volgt: Eerst worden nieuwe therapieën getest op in het lab gekweekte cellen. Echter, wanneer medicijnen direct op gekweekte cellen werken, betekent dat niet altijd dat deze ook werken in patiënten. De route die het medicijn door het lichaam volgt via de doorbloeding is een moeilijk na te bootsen variabele. Deze kan ervoor zorgen dat een medicijn mogelijk niet functioneert. Het is lastig hier in het lab rekening mee te houden.

Daarom is de volgende stap om een medicijn te testen in een diermodel. Als de medicijnen ook in een levend organisme werken, dan pas maken de medicijnen kans om beschikbaar te komen voor patiënten.

Een borstkankerorganoïde waarbij de verschillende cellen in verschillende kleuren zijn afgebeeld.
Dekkers JF, Alieva M, Wellens LM, Ariese HCR, Jamieson PR, Vonk AM, Amatngalim GD, Hu H, Oost KC, Snippert HJG, Beekman JM, Wehrens EJ, Visvader JE, Clevers H, Rios AC. Nat Protoc. 2019 Jun;14(6):1756-1771.

Zelf zie ik in waarom het testen van medicijnen op dieren noodzakelijk is. Ik doe onderzoek naar kinderen met kanker en ik zou een nieuwe chemotherapie niet rechtstreeks vanuit het lab willen testen op zieke kinderen. Maar ik vind het tegelijk ook lastig: Waarom vinden wij, als mens, dat we een andere diersoort mogen gebruiken om onze eigen soort beter te kunnen behandelen?

Medicijnen testen op organoïden

In 2009 is er in het lab van Hans Clevers in Utrecht iets tofs bedacht. Wetenschappers ontdekten wanneer ze stamcellen – de voorlopercellen van de meeste cellen in ons lichaam – kweken in bijzondere condities, er orgaanachtige structuren kunnen ontstaan. Deze organoïden (of organoids) lijken qua celopbouw erg op onze eigen organen. Deze organoïden worden nu op grote schaal gekweekt waardoor het mogelijk is de werking van veel medicijnen te testen. Dit is nieuw, want voor het ontstaan van organoïden, kon dat alleen nog maar op losse cellen die allemaal hetzelfde uiterlijk en DNA hadden. Doordat organoïden uit stamcellen groeien, ontstaan er meerdere type cellen en zijn het als het ware mini-organen. Ze lijken dus veel meer op onze eigen organen dan alleen gekweekte cellen. Inmiddels zijn er al organoïden gekweekt van gezonde darmen, lever, hersenen, nieren, longen en borstweefsel. (1)

Een voorbeeld waarbij organoïden al bewezen hebben dat ze een toevoeging zijn in onderzoek, is het in 2018 in Cell gepubliceerde onderzoek van Sachs. Hierin worden verschillende borstkankerorganoïden gekweekt van verschillende patiënten. Zo kunnen ze voorspellen welke therapie er bij welke patiënt werkt. Aangezien geen enkel mens genetisch identiek is, wordt de behandelstrategie zo heel persoonlijk en veel effectiever. Wanneer wordt aangetoond dat de organoïden in het lab de werking van medicijnen net zo goed (of beter) voorspellen als dierproeven, zijn experimenten op dieren in de toekomst misschien niet meer nodig is. (2)

Deze resultaten laten zien dat het gebruik van organoïden in onderzoek de potentie heeft om dierproeven te vervangen. Zo vinden er hopelijk de komende 10 jaar nog veel meer ontwikkelingen plaats waardoor dierproeven steeds minder nodig zijn om de geneeskunde verder te brengen.

Bronnen:

Sato T, Vries RG, Snippert HJ, van de Wetering M, Barker N, Stange DE, van Es JH, Abo A, Kujala P, Peters PJ, Clevers H. Single Lgr5 stem cells build crypt-villus structures in vitro without a mesenchymal niche. Nature. 2009 May 14;459(7244):262-5.

Sachs N, de Ligt J, Kopper O, Gogola E, Bounova G, Weeber F, Balgobind AV, Wind K, Gracanin A, Begthel H, Korving J, van Boxtel R, Duarte AA, Lelieveld D, van Hoeck A, Ernst RF, Blokzijl F, Nijman IJ, Hoogstraat M, van de Ven M, Egan DA, Zinzalla V, Moll J, Boj SF, Voest EE, Wessels L, van Diest PJ, Rottenberg S, Vries RGJ, Cuppen E, Clevers H. A Living Biobank of Breast Cancer Organoids Captures Disease Heterogeneity. Cell. 2018 Jan 11;172(1-2):373-386.

Meer weten over de ethiek rond organoïden? Lees dan dit artikel

Reageer