De medicijnwaakhonden FDA (Verenigde Staten) en EMA (Europa) eisen vrijwel altijd eerst resultaten van proefdieronderzoek

Neurobiologen Femke de Vrij en Steven Kushner hebben 1 miljoen euro subsidie gekregen voor de ontwikkeling van doelmatige humane hersenorganoïden. Met het geld gaan ze de komende 5 jaar humane 3D MICrobrains ontwikkelen én wetenschappelijk aantonen dat er betrouwbare medicijntests op kunnen worden uitgevoerd.

De medicijnwaakhonden FDA (Verenigde Staten) en EMA (Europa) eisen vrijwel altijd eerst resultaten van proefdieronderzoek voordat een nieuw geneesmiddel bij mensen mag worden getest. Diermodellen zijn echter niet altijd voldoende voorspellend voor de fysiologie van de mens. De hersenorganoïden hebben de potentie om een betrouwbaar en beter voorspellend alternatief te worden voor proefdieronderzoek naar nieuwe medicatie voor neurologische en psychiatrische ziekten.

Artifical intelligence
De afdeling Psychiatrie was al een eind op dreef met de ontwikkeling van hersenorganoïden, toen vanuit de industrie door o.a. Charles River Laboratories in het kader van het ZonMw Create2Solve programma een challenge werd uitgeschreven. Wie helpt ons om praktisch toepasbare humane breinmodellen te gaan ontwikkelen? De Vrij pakte de handschoen op en zocht contact met Core Life Analytics, een bedrijf dat software ontwikkelt waarmee hoge-resolutie beelden kunnen worden geanalyseerd.

‘Wij waren al in staat om humane huid-, bloed-, en andere cellen te herprogrammeren tot pluripotente stamcellen, en die uit te laten groeien tot allerlei soorten hersencellen in 3D structuren’, legt De Vrij uit. ‘Daar gaan we nu 3D MICrobrains van maken. MICro staat voor 3D Myelination and Inflammation Cortical network. Het zijn 3D modellen, gemaakt van klompjes cellen die groeien op de bodem van een celkweekbakje van 3 bij 3 millimeter, waardoor ze goed te bekijken zijn onder een microscoop.’

Om te beoordelen hoe de 3D MICrobrains zich gedragen als daar bepaalde stoffen aan worden toegevoegd, ontwikkelt private partner Core Life Analytics software om zogenaamde high content imaging beelden te analyseren. ‘Een geautomatiseerde microscoop maakt dan heel veel beelden van een plaat met 384 van die 3D MICrobrains en vervolgens gebruiken we speciale software en Artificial Intelligence om in die beelden te onderzoeken welke verschillen er ontstaan als je die stoffen toevoegt.’

Meer dan één celtype
In het model liggen alle cellen –neuronen, astrocyten, witte stofcellen en microglia- in dezelfde georganiseerde structuur als in de vroege ontwikkeling van de frontale cortex. De 3D MICrobrains functioneren dan dus –als alles goed gaat- als een echt menselijk brein, maar dan in een piepklein formaat. ‘Zo’n 3D MICrobrain heeft een grootte van 1 miljoenste van het normale hersenvolume.’

Bovendien gaan de onderzoekers testen of de 3D MICrobrains hetzelfde op geneesmiddelen en voedingsstoffen reageren als een écht menselijk brein. ‘Een muis is geen mens, maar een hersenorganoïde is óók geen gewoon brein. We zullen dus met bestaande stoffen tests uitvoeren. We weten van bepaalde stoffen dat de microglia ervan op tilt slaan. Reageren de microglia in de 3D MICrobrains dan hetzelfde als we daar die stoffen aan toevoegen?’

Immuunsysteem en witte stof
De Vrij hoopt dat in de 3D MICcrobrains vooral de witte stof cellen (oligodendrocyten) en de microglia goed te bestuderen zullen zijn. ‘Oligododendrocyten zijn belangrijk voor het maken van witte stof, dat fungeert als een soort isolatielaagje rond de uitlopers van de neuronen. En microglia zijn de cellen die betrokken zijn bij het immuunsysteem in de hersenen. Wij willen graag witte stof en ontstekingsmechanismen bestuderen, zodat we meer inzicht krijgen in psychiatrische aandoeningen. Voor deze studies hebben we hersenstructuren nodig met een humaan specifieke biologie. Proefdieren zijn hier niet geschikt voor.’

In de studie werken research analist Mark van der Kroeg en onderzoeker in opleiding Sakshi Bansal uit de groep van De Vrij en Kushner nauw samen met David Egan en Victor Wong van Core Life Analytics en de challenge houders uit de industrie zoals Charles River Laboratories.

 

Aanvullende info ...

Raadpleeg de bron en/of aanbieder voor meer informatie over dit bericht. Nieuws kan veranderen, fouten of onjuistheden omvatten. Lees ook onze disclaimer en rapporteer a.u.b. berichten, reacties en/of beeld die ingaan tegen onze voorwaarden.

Klik op de onderstaande tags voor relevante berichten, indien aanwezig ...

Naam auteur en/of bewerkt door: Erasmus MC / Joyce de Bruijn
Fotograaf of fotobureau: : INGImages
Bron bij dit artikel: : Erasmus MC
Wat is de URL bij deze bron?: https://amazingerasmusmc.nl/hersenen/3d-microbrains-maken-medicijntesten-in-humane-hersencellen-mogelijk/
Originele titel: 3D MICrobrains maken medicijntesten in humane hersencellen mogelijk
Doelgroep: Zorgprofessionals, Studenten
Datum: 2021-12-24

Relevante artikelen ...

Zoektocht naar geneesmiddelen die het coronavirus kopieerapparaat onklaar maken Zijn er nog andere virale eiwitten die als doelwit kunnen dienen bij pogingen om de verspreiding van het coronavirus een halt toe te roepen? Door de ... Wetenschap & onderwijs Mon, 17 Jan 2022, 15:08:21
Mug bestrijdt virus Muggen steken mensen, omdat ze een bloedmaaltijd nodig hebben voor de productie van hun eitjes Muggen bezitten een sterke afweer tegen virussen, zoal... Wetenschap & onderwijs Sun, 21 Nov 2021, 07:09:44
Subsidie voor onderzoek naar eerder herkennen van Parkinson Lang voordat een neuroloog de diagnose stelt, heeft een patiënt al voortekenen en klachten Onderzoekers van het Radboudumc krijgen samen met zes part... Wetenschap & onderwijs Wed, 27 Oct 2021, 09:27:55
Onderzoek naar duizeligheid moet behandeling verbeteren Veel mensen vinden het niet eenvoudig om een duidelijke omschrijving van duizeligheid te geven Deze week is het Duizeligheidscentrum in Rotterdam geo... Wetenschap & onderwijs Sun, 10 Oct 2021, 11:20:54
Zeldzame mutatie bij de amish leert hersenwetenschappers over autisme Over de precieze werking van autisme is nog weinig bekend, maar de erfelijkheid van de aandoening is hoog Een zeldzame mutatie die in de amish-gemeen... Wetenschap & onderwijs Thu, 30 Sep 2021, 12:50:41
Subsidie voor groot onderzoek naar COVID-19 bij ouderen De onderzoekers benadrukken dat de COOP-studie niet alleen kennis zal opleveren over COVID-19, maar ook over andere toekomstige ziekten Een groep wet... Wetenschap & onderwijs Fri, 10 Sep 2021, 12:55:46