Een team van Utrechtse wetenschappers heeft een miniatuurorgaan gekweekt dat net als een menselijke traanklier echte tranen produceert. Deze mini-organen uit het lab zouden gebruikt kunnen worden om droge ogen te behandelen.
Traanklieren, die zich dicht bij de binnenste hoek van elk oog bevinden, smeren de ogen met een eitwitrijke vloeistof. Deze vloeistof verwijdert ook bacteriën en viezigheid om het oog schoon en gezond te houden. Sommige mensen kunnen echter niet genoeg traanvloeistof produceren om dit klusje te klaren.
Nu hebben moleculair bioloog Hans Clevers en zijn team van het Hubrecht Instituut in Utrecht mogelijk een manier gevonden om deze mensen te helpen. De onderzoekers maakten miniatuurorganen, zogenoemde organoïden, door celmonsters te nemen van gezond traanklierweefsel. Hieruit isoleerden ze volwassen stamcellen. Met groeifactoren, een cocktail van eiwitten, groeiden de cellen uit tot traanklieren.
‘Er komt een moment dat we een grieppandemie niet kunnen voorkomen’
Ron Fouchier staat aan de frontlinie in de strijd tegen de griep. Met nieuwe vaccins wil hij ons beschermen tegen toekomstige pandemieën.
‘Volwassen stamcellen zijn al gespecialiseerd en weten wat ze moeten maken. We hoeven ze alleen maar aan te moedigen met groeifactoren’, zegt Clevers. ‘Dit gebeurt al binnen twee of drie dagen. Je ziet kleine cysteachtige structuren verschijnen die uitgroeien tot organoïden.’
De gekweekte traanklieren zijn maar 0,2 millimeter in diameter. Ze kunnen een jaar gekweekt en vermeerderd worden om nog veel meer organoïden te produceren.
Onder druk
Daarna wilde het team kijken of de traanklierorganoïden ook tranen konden produceren. Onze traanklieren produceren tranen in drie verschillende situaties. Zo houden tranen onze ogen constant vochtig. Ook verminderen tranen het risico op oogletsel na contact met irriterende stoffen. En als we emotioneel zijn, tranen onze ogen door hormoonsignalen van de hersenen.
Om die functie na te bootsen, behandelden de onderzoekers hun organoïden met een hormoon genaamd noradrenaline. Dat is hetzelfde hormoon dat ons laat huilen als we emotioneel zijn. Binnen een halfuur begonnen de organoïden op te zwellen en zich te vullen met vloeistof – dezelfde vloeistof waaruit onze emotionele tranen bestaan, aldus Clevers.
‘Je zou kunnen stellen dat de tranen die we laten zien in het lab een imitatie zijn van de tranen die aangestuurd worden door hersensignalen’, zegt Clevers. ‘Als we de noradrenaline eruit halen, nemen ze langzaam de tranen weer op en blijven ze groeien. Maar af en toe zien we ze barsten als ze te veel druk opbouwen.’
Krokodillentranen
Om te testen of de organoïden geschikt zijn voor transplantatie, bracht het team de gekweekte klieren in bij de ogen van muizen. In twee weken vormden de organoïden traanbuisachtige structuren die minstens twee maanden na de transplantatie in de muizen aanwezig bleven. Deze traanklierorganoïden zouden een variatie aan ziektes kunnen behandelen die leiden tot droge ogen.
De onderzoekers hebben eerder een soortgelijke technologie gebruikt om organoïden van slangenklieren te maken die gif produceren. Ze hopen ook miniatuurtraanklieren te maken voor andere diersoorten. ‘We hopen traanklieren van krokodillen te kunnen kweken’, zegt Clevers.
