Het maakt het mogelijk om de reactie van het afweersysteem op een virusinfectie te bestuderen

Het is wetenschappers van het Erasmus MC gelukt om afweercellen toe te voegen aan organoïden van de darm en de lever. Dat maakt deze mini-organen nog geschikter om onderzoek te doen naar virusziekten, zonder dat daar proefdieren voor nodig zijn.

Hoe komt een virus een orgaan binnen? En hoe vermenigvuldigt het virus zichzelf daar? Op dit soort vragen kunnen wetenschappers een antwoord vinden met organoïden. Dat zijn driedimensionale mini-organen, in het laboratorium opgekweekt uit menselijk weefsel.

Met organoïden kan veel, maar het was tot nu toe lastig om de reactie van het immuunsysteem op een virusinfectie te onderzoeken. Dat komt doordat de meeste organoïden geen afweercellen bevatten. Daar is in het Erasmus MC nu verandering in gekomen.

Macrofagen
‘Het was tijd om onze organoïden een upgrade te geven’, vertelt promovendus Kuan Liu van de afdeling Maag- Darm- en Leverziekten van het Erasmus MC. Na bijna een jaar experimenteren met de kweekcondities, slaagde hij er met zijn team in om macrofagen toe te voegen aan leverorganoïden en darm-organoïden. Ze kozen voor macrofagen, omdat die afweercellen een cruciale rol spelen bij ontsteking.

De toevoeging van immuuncellen aan de organoïden opent nieuwe deuren voor onderzoek. Het maakt het mogelijk om de reactie van het afweersysteem op een virusinfectie te bestuderen. Dat is belangrijk want het is meestal niet alleen de infectie zelf, maar de daaropvolgende uitgebreide ontstekingsreactie die ziekmakend is. De nieuwe organoïden maken het makkelijker om deze immuunreactie en de gevolgen daarvan in kaart te brengen.

Het is meestal niet alleen de infectie zelf, maar de ontstekingsreactie die ziekmakend is

Dat komt van pas bij onderzoek naar tal van virussen. Bijvoorbeeld het hepatitis E-virus, dat de lever infecteert en daar via immuuncellen leverontsteking en weefselschade veroorzaakt. Of het rotavirus: een virus dat de darmen infecteert en de belangrijkste veroorzaker van diarree is. Ook van andere virussen zoals SARS-CoV-2 en mpox is bekend dat ze problemen in de lever en darmen kunnen veroorzaken. De onderzoekers zagen dat infectie met deze virussen leidt tot een storm aan ontstekingsstoffen in de organoïden.

Behandelingen testen
De wetenschappers gebruiken de organoïden met afweercellen ook om een nieuwe generatie antivirale behandelingen te testen. Het gaat daarbij om potentiële middelen die zowel het virus, de ontsteking als de weefselschade aanpakken. De doorontwikkeling van organoïden komt op een goed moment, want de Amerikaanse geneesmiddelenautoriteit FDA maakte recent bekend proefdiergebruik voor geneesmiddelonderzoek te willen terugdringen. ‘Organoïden kunnen een goed startpunt zijn op de route naar vervanging van proefdieren’, stelt Li.

De organoïden met macrofagen zijn wat het team betreft nog niet uitontwikkeld. De miniorganen zijn nu getest voor een tijdspanne van ongeveer 96 uur na infectie. ‘Als het lukt om dat te verlengen kunnen we de organoïden ook gebruiken om langdurige ziekten te bestuderen, zoals chronische virale hepatitis en IBD.’ Daarnaast hopen ze in een latere fase andere typen immuuncellen aan de organoïden toe te voegen.

Biomedisch onderzoek
Via biomedisch onderzoek werken Erasmus MC’ers aan het begrijpen van biologische en medische basisprincipes. Dit onderzoek vormt de kern van medische vooruitgang en legt de basis voor innovaties die de zorg verbeteren.

Bron: Erasmus MC