Verdieping

Orgaanorigami

3 februari, 2020
Wnt-website
Als je een orgaan wil kweken in het lab, moet je ver­schillende technische hindernissen nemen. 4D-printing, waarbij je een platte laag cellen opvouwt in de goede 3D-vorm, kan wel eens de sleutel zijn.

Als je een orgaan wil kweken in het lab, moet je ver­schillende technische hindernissen nemen. 4D-printing, waarbij je een platte laag cellen opvouwt in de goede 3D-vorm, kan wel eens de sleutel zijn.

‘Voor veel patiënten met een ernstige leveraandoening is de enige oplossing een levertransplantatie, maar die behandeling is risicovol en er zijn niet genoeg donoren’, zegt Luc van der Laan, hoogleraar regeneratieve geneeskunde aan het Erasmus MC in Rotterdam en een van de wetenschappelijk leiders van het samenwerkingsproject Medical Delta Regenerative Medicine 4D. Van der Laan onderzoekt alternatieve methodes voor orgaandonatie, waarbij hij het zelfherstellend vermogen van het lichaam naar het lab verplaatst.

‘Pas als het weefsel een vaatsysteem ontwikkeld heeft, vouwen we het op tot een 3D-structuur’

Het ultieme doel? Een volledig orgaan kunnen kweken uit stamcellen van een leverpatiënt en die vervolgens kunnen implanteren. ‘Maar de lever is een zeer complex orgaan dat uit tweehonderd tot driehonderd miljard cellen bestaat’, waarschuwt Van der Laan. Dat gaat dus een enorme stap verder dan de organoïden (mini-orgaantjes gekweekt uit stamcellen) waar veel wetenschappers, inclusief Van der Laan, nu onderzoek naar doen.

Knutselen met cellen

Als je die organoïden wilt opschalen naar grotere weefsels, bots je uiteindelijk tegen een muur van technische beperkingen. De gekweekte mini-orgaantjes verkrijgen namelijk zuurstof en voedingsstoffen via diffusie, maar zodra je iets wilt kweken dat groter is dan enkele millimeters, diffunderen de stoffen niet ver genoeg meer door het weefsel.

Amir Zadpoor, hoogleraar van de faculteit biomechanical engineering aan de TU Delft en net als Van der Laan wetenschappelijk leider van het project, werkt aan een oplossing genaamd 4D-printing. Hij legt uit hoe het werkt: ‘We kweken eerst een platte laag weefsel uit stamcellen, dat zichzelf kan voorzien via diffusie. Pas als het weefsel een vaatsysteem ontwikkeld heeft, vouwen we het op tot een 3D-structuur. Je kweekt dus een vlak object tot een 3D-structuur gedurende een bepaalde tijd, vandaar ‘4D’ in de naam.

Zadpoor legt uit hoe ze het weefsel daarna in de juiste vorm weten te vouwen: ‘We gebruiken een geprint laagje materiaal met daarop kleine pilaartjes van enkele nanometers hoog. Het patroon waarin de pilaartjes staan is voorgeprogrammeerd en bepaalt in welke vorm de cellen worden gevouwen als je er mechanische krachten opzet. Met langwerpige groeven duw je een laagje zenuwcellen bijvoorbeeld in de vorm van een zenuwvezel.’

Mogelijkheden

Een volledig orgaan kunnen kweken duurt nog jaren, maar er komen ook andere toepassingen aan. Van der Laan: ‘Op korte termijn kunnen we de levercellen van een patiënt opkweken en onderzoeken om tot de best mogelijke behandeling voor die persoon te komen. Daarvoor moeten we de complexe functie en architectuur van het leverweefsel zo goed mogelijk benaderen. De 4D-printingtechnologie zou daarbij wel eens het verschil kunnen gaan maken.’

Medical Delta

Drie Zuid-Hollandse universiteiten, twee academische medische centra en diverse andere partijen hebben zich verenigd in Medical Delta. In dit wetenschappelijke programma werken dertien consortia aan technologische oplossingen voor duurzame zorg. Daaronder valt ook het project Medical Delta Regenerative Medicine 4D, waarin het kweken van leverweefsel, bot en kraakbeen centraal staan.

 
Michelle Wijma
Michelle Wijma 3 februari 2020

Nog geen opmerkingen

Meer Verdieping
Zout geeft het startschot
06 okt 2026 — Renée Canrinus-Moezelaar
Ideale habitat voor industriële premières
06 okt 2026 — Jacqueline van Gool
'We gaan dit gewoon doen'
06 okt 2026 — Esther Thole
Tegen de klok
15 sep 2026 — Ruben Boot
C2Weekly nieuwsbrief
weekly

Mis geen enkel bericht met onze nieuwsbrief C2Weekly

Elke woensdag in je inbox: het laatste chemie- en life sciences nieuws uit Nederland en Vlaanderen, aangevuld met analyses, achtergronden en meer!

Inloggen

Nog niet geregistreerd?

Registreer je gratis en ontvang de nieuwsbrief, creëer je eigen profiel en reageer op onze artikelen.

Not registered yet?

Register for free and receive our newsletter.

Inloggen voor leden van de KNCV, KVCV, NBV en NVBMB

  • Log in het met het e-mailadres waarmee je bij je vereniging bekend bent. Weet je niet welk e-mailadres dat is? Kijk dan op welk adres je de digitale nieuwsbrief van je vereniging ontvangt.
  • Als je nog niet eerder ingelogd hebt moet je een nieuw wachtwoord aanmaken. Klik hiervoor op ‘wachtwoord resetten’.