In het kubusje (l) krijg je een orgaantje met verschillende celtypes (r) (afb: Masaya Magiwara et. al)

Over de hele wereld proberen onderzoekers in het lab organen te kweken, vaak uitgaand van pluripotente stamcellen die zijn ‘gewonnen’ uit, onder meer, huidcellen. Daaruit ontstaan minuscule ‘orgaantjes’ die wel wat weg hebben van het echte werk maar daar toch uiteindelijk verre van blijven, zeker als het doel is die te kweken voor implantatie ter vervanging van kapotte organen. Nu stellen onderzoekers rond Masaya Hagiwari van het befaamde RIKEN in Japan een methode met hydrogel en simpele pipet te hebben ontwikkeld die een stap in de goede richting zou betekenen.
De gekweekte orgaantjes worden eerst en vooral ingezet om medicijnen op uit te proberen, maar ook dan moeten die grote gelijkenis in structuur, functie en opbouw hebben met de natuurlijke organen om iets te kunnen betekenen. Met de nieuwe methode zouden de kweekorgaantjes de asymetrie (kunnen) krijgen die ook natuurlijke organen hebben.

Organen kweken zoals de natuur ze voortbrengt lijkt nog niet zo makkelijk te zijn. In de natuurlijke werkelijkheid ontwikkelen organen zich in een embryo in reactie op veranderende scheikundige en natuurkundige omstandigheden. Daardoor wordt een een bepaald deel van de vrucht een lever en een ander een hart dat links van het midden in een lijf zit. Ook binnen zo’n allesbehalve symmetrisch orgaan zitten verschillende celtypen, afhankelijk van de plaats in het orgaan.
Kweekorgaantjes bestaan vaak uit allemaal dezelfde cellen (afhankelijk van welke richting ze biochemisch zijn opgestuurd) of maken allerlei ingewikkelde ingrepen nodig om iets van de verscheidenheid en vorm van het echte werk te krijgen.
Deze methode gebruikt een hydrogel om een driedimensionale in een kubusje te creëren en verder hebben onderzoekers dan alleen nog een pipet nodig, een vrij simpel glazen buisje met meestal een doseringsmechanisme.
Waar ik zeg hydrogel moet ik eigen hydrogels met, in principe, van elkaar afwijkende schei- en natuurkundige eigenschappen, die met een pipet in de massa in het blokje gespoten (kunnen) worden. In die blokjes kunnen cellen zitten of ‘korrels’ die door de lagen kunnen bewegen om zo de diversiteit aan celtypen te krijgen zoals in een natuurlijk orgaan.

Lichaamsas

De onderzoekers slaagden er in een lichaamsasafhankelijk orgaantje te creëren: een van de lichaamsassen loopt van kop naar kont (e.v. voeten) een andere van buik naar rug e.o. Bij gewervelde dieren veranderen de organen van celtypesamenstelling als je de lichaamsassen volgt. Tot nu toe was dat heel moeilijk te verwezenlijken in een lab, stellen de onderzoekers.
Ze gebruikten een soort vorm om de pluripotente stamcellen heel precies in het kubusje te injecteren (YouTube kun je een filmpje zien hoe dat gebeurt). Die stamcellen werden dan vervolgens blootgesteld aan twee zogeheten groeifactoren waarvan de verhouding de lichaamsas volgend veranderde. Daardoor ontstonden er uit die stamcellen verschillende celtypen.
Om aan te tonen dat een kind de was kan doen lieten ze een labassistent en een middelbareschoolleerling de proef ook uitvoeren. Dat ‘zaaien’ was cellen was geen raketwetenschap, zo bleek in de praktijk. De onderzoekers lieten ook zien dat de gekweekte orgaantjes konden worden versneden in dunne plakjes om ze onder de mikroskoop te bekijken. Daarin kon je ook de gevolgen waarnemen van de veranderende verhouding van de verschillende groeifactoren.

Volgens Hagiwara kun je met de methode snel en vrij makkelijk organoïden, zoals hij die noemt, kweken die meer lijken op de echte organen. “We hopen dat collega’s onze methode gebruiken om verschillende organoïden te kweken om zo een bijdrage te leveren aan het onderzoek van verschillende organen. We hopen dat dat uiteindelijk zal leiden tot het kweken van organen waar patiënten mee geholpen kunnen worden.” Hij is zelf vooral bezig met de ontwikkeling van longen, maar denkt dat de methode ook goed werkt bij het kweken van andere organen.

Bron: Alpha Galileo