Voor het eerst is het gelukt om stamcellen in een laboratorium uit te laten groeien tot een stabiel, werkend menselijk bloedvatenstelsel. Met deze bloedvaten in een petrischaaltje kan onderzoek gedaan worden naar vasculaire aandoeningen. De onderzoekers tonen dit aan door de gevolgen van diabetes voor bloedvaten te bestuderen.
De bloedvaten in een petrischaaltje zijn zogeheten organoïden. Dit zijn kleine, versimpelde orgaantjes (of delen van organen) die gekweekt zijn uit stamcellen.
‘Ik probeer robots te ontwikkelen die ook echt een nieuwe stap maken’
Hoe werkt vliegen? Dat lijkt een simpele vraag, maar voor luchtvaarttechnicus en bioloog David Lentink is het een levenslange zoektocht.
Hans Clevers, hoogleraar stamcelbiologie bij het Hubrecht Instituut in Utrecht, was een van de eersten die ontdekten dat je organoïden in het lab kan groeien. Sindsdien zijn er onder andere darmorganoïden, longorganoïden en zelfs hersenorganoïden gekweekt. Doordat deze mini-orgaantjes zich grotendeels gedragen als echte organen, zijn ze geschikt voor onderzoek. Je kunt er bijvoorbeeld om medicijnen mee testen zonder dat er proefdieren of -personen nodig zijn.
Mini-bloedvaatjes
Een groep Oostenrijkse en Canadese onderzoekers kreeg het voor elkaar om stamcellen stapsgewijs uit te laten groeien tot een klein bloedvatenstelsel. Er zijn wel vaker bloedvaten gekweekt in het laboratorium, maar nog nooit een heel bloedvatenstelsel. De stelsels bleken bovendien te blijven functioneren na transplantatie in muizen. Ze groeiden zelfs en vormden slagaders en haarvaten.
Met bloedvatenorganoïden wordt het mogelijk om de oorzaak en behandeling van allerlei vasculaire aandoeningen in het lab te onderzoeken, zegt Josef Penninger van de University of British Columbia in Canada. ‘Het is een game changer.’
Diabetesonderzoek
Een tipje van de sluier lichtten de onderzoekers zelf al op. Ze onderzochten het effect van diabetes op bloedvaten. Wereldwijd hebben ongeveer 400 miljoen mensen deze ziekte. Complicaties die kunnen optreden zijn bijvoorbeeld hart- en vaatziektes en blindheid. De oorzaak is een slechte doorbloeding van bloedvaten waardoor weefsel in het lichaam te weinig zuurstof ontvangt. Dit is lastig te behandelen omdat het niet duidelijk is hoe diabetes de bloedvaten aantast.
Om dit te achterhalen transplanteerden de onderzoekers de gekweekte bloedvatenstelsels in bij muizen die ze tot diabetespatiënten maakten. Toen zagen ze een sterke verdikking van de wanden van de bloedvaten. ‘Deze typische verdikking heeft opvallende overeenkomsten met de vaatschade die we zien bij diabetespatiënten’, zegt Reiner Wimmer van IMBA, een Oostenrijks onderzoeksinstituut voor moleculaire biotechnologie.
Vervolgens testten de onderzoekers een aantal diabetesmedicijnen. Die bleken geen effect te hebben op de verdikkingen. Een stof genaamd DAPT bleek de verdikkingen van de bloedvatwanden wel te voorkomen. DAPT remt de productie van het enzym γ-secretase. Hoe dit verband houdt met diabetes wordt nog onderzocht.
Mogelijk medicijn
Het blijft afwachten of behandelingen die in het laboratorium werken ook in het menselijk lichaam functioneren. De werking van het bloedvatenstelsel in een petrischaaltje is niet één op één te vergelijken met een lichaam. Toch kan dit onderzoek helpen om de oorzaak van vasculaire aandoeningen te achterhalen. En het kan een eerste test zijn voor potentiële nieuwe medicijnen.
