Utrecht bewijst zich als spil in de regeneratieve geneeskunde
Het printen van weefsels, bioprinten, is een snel opkomende vorm van weefselvervangende therapie met veel potentie. De Europese Unie investeert daarom stevig in onderzoek om deze behandelingen beschikbaar te maken voor de patiënt. In de laatste ronde zet de EU in op zes grote projecten, waarvan er maar liefst vijf een link met Utrecht hebben. In totaal komt er daardoor zo’n €6 miljoen naar UMC Utrecht en Universiteit Utrecht. Het onderstreept het belang van Regenerative Medicine Utrecht voor Europa, en van de potentie van bioprinten voor patiënten.
Het lichaam helpen herstellen
We kijken soms met jaloezie naar zeesterren of hagedissen. Als zij hun poot of staart kwijtraken, dan groeien ze er gewoon een terug. Wij mensen kunnen dat nauwelijks – alleen onze lever is in staat flink te regenereren. Regeneratieve geneeskunde probeert dat zelfherstellende vermogen van het lichaam aan te wakkeren en zo verschillende aandoeningen te genezen. Eén manier waarop dat kan is door stukjes weefsel te printen.
Weefsels printen is lastig
Weefsels 3D-printen, ofwel bioprinten, is makkelijker gezegd dan gedaan. Cellen zijn erg kwetsbaar, dus het printen kan niet te lang duren en de geprinte cellen moeten elkaar kunnen aanvoelen en hun ding kunnen doen. Om er vervolgens een behandeling voor patiënten van te kunnen maken, moet het printen ook gestandaardiseerd worden en getest. De subsidieregeling is bedoeld om het bioprinten naar de kliniek te brengen.
Regenerative Medicine Utrecht is een voorloper
Dat Utrecht nu bij vijf van de zes toegekende projecten een rol speelt getuigt van het succes van Regenerative Medicine Utrecht (RMU). RMU is een samenwerking tussen UMC Utrecht, Universiteit Utrecht, Hubrecht Instituut en verscheidene bedrijven en hogescholen. Dat levert een heel diverse groep onderzoekers op, van biologen en artsen tot technici en natuurkundigen. De kruisbestuiving tussen deze experts leidt tot veel innovatie en diverse onderzoeksrichtingen waar deze projecten zowel voorbeeld als resultaat van zijn.
De vijf projecten hebben elk een budget van 7,5-10 miljoen euro, waarvan Utrecht in totaal ongeveer 6 miljoen krijgt. Wat gaat er zoal gebeuren?
Op naar bioprinten in patiënten
Eén van de projecten wordt binnen UMC Utrecht geleid door Harrie Weinans, hoogleraar bij Orthopedie: ‘Het doel van het LUMINATE project is om te kijken of we kunnen bioprinten in een patiënt, tijdens een kijkoperatie. Dat is wel heel ambitieus, maar de betrokken partners hebben veel expertise en dat moeten we zien te combineren.’ Het doel kan gezien worden als een geprinte versie van de in Utrecht ontwikkelde IMPACT behandeling. Bij die behandeling krijgt een patiënt met kraakbeenschade in de knie gedoneerde stamcellen ingebracht, die het herstel van het kraakbeen stimuleren.
Plasbuisdefecten oplossen
Een tweede project, STRONG-UR, is gericht op problemen met de plasbuis, waar één op de 170 mannen mee te maken heeft. Zij hebben bijvoorbeeld last van een vernauwing of verkeerd aangelegde plasbuis. Het printen van een stukje plasbuis zou zulke problemen kunnen oplossen, maar de plasbuis is niet zo makkelijk na te maken. ‘De plasbuis is lastig te printen doordat het zo’n complex en flexibel weefsel is.’ legt betrokken onderzoeker en universitair docent Petra de Graaf uit. ‘De uitdaging is om al die verschillende celtypen te kunnen combineren in een buisvormige print.’
Cellen verder laten ontwikkelen na het printen
Ook binnen de Biofabrication groep van hoogleraar Jos Malda is een subsidie gevallen. In hun micro2MACRO project gaat het om het sturen van de ontwikkeling van cellen ná het printen. In veel gevallen zijn geprinte cellen nog niet helemaal functioneel en moeten ze groeien en ontwikkelen. De oplossing daarvoor zou kunnen liggen in het meeprinten van gedetailleerde, afbreekbare structuren die de cellen helpen in het volbrengen van die ontwikkeling. Jos legt uit: ‘Door voedingsstoffen en signaalmoleculen mee te printen, kunnen we de cellen een steuntje in de rug geven die hen helpen om sneller functioneel te zijn.’
In dit project is ook het ICAT, Innovation Center for Advanced Therapies, betrokken. Dit centrum komt voort uit RMU, en is erop gericht bevindingen uit het lab op te schalen en te valideren voor klinische toepassing. Bij ICAT moet er een gestandaardiseerd proces ontwikkeld worden voor het maken van de geprinte structuren, zodat de uitkomsten van het project sneller voor regeneratieve behandelingen beschikbaar komen.
Een geprint hoornvlies
Keratoprinter is het vierde project, en moet een oplossing gaan bieden voor het tekort aan hoornvliesdonoren. Hoogleraar Mor Dickman van Regenerative Medicine Utrecht is betrokken bij dit project, samen met Vanessa LaPointe van MERLN Institute for Technology Inspired Regenerative Medicine. Mor: ‘Hoornvlies is een van de meest getransplanteerde weefsels, maar wereldwijd krijgt slechts 1 op de 70 mensen die er een nodig heeft het door het tekort. Wij willen daarom een gebioprint hoornvlies gaan maken dat de volledige structuur en werking van het menselijke hoornvlies nabootst.’ De grote uitdaging bij dit project is het ontwikkelen van bioprinttechnieken die de optische eigenschappen van het hoornvlies kunnen reproduceren, en waar stamcellen op kunnen uitgroeien tot functionele hoornvliescellen.
Implanteerbaar leverweefsel
Het laatste project wordt geleid door universitair hoofddocent Bart Spee van de faculteit Diergeneeskunde van Universiteit Utrecht. Het doel van het NEOLIVER project is het ontwikkelen van een gestandaardiseerd protocol om grotere stukken leverweefsel te maken die geïmplanteerd kunnen worden. ‘Ook moet in dit project een andere grote horde voor geprint weefsel overwonnen worden,’ zegt Bart, ‘namelijk het laten ontstaan van bloedvaten in geprint weefsel. Dat blijkt tot nu toe nog erg lastig.’ De resultaten van dit project zullen getest worden in diermodellen die dichter bij de mens staan dan voorheen, en ook in dit project speelt het ICAT een rol in het opschalen van de productieprocessen.