3V-Stimuleringsfonds: borstkankeronderzoek uit de 3D-printer

4 jaar geleden

De effecten van stoffen op borstweefsel kunnen binnenkort mogelijk in 3D worden getest. Dat lijkt beter te gaan dan in een plat vlak, want de werkelijkheid is ook 3D. Majorie van Duursen, toxicoloog bij het IRAS, kreeg subsidie van het 3V-Stimuleringsfonds om hier samen met collega’s onderzoek naar te doen. Het kan gebruik van proefdieren in vervolgonderzoek voorkomen.

Wat wil je met dit onderzoek bereiken?

We willen het onderzoek naar de invloed van stoffen op de ontwikkeling van borstkanker verbeteren. Voor het testen van de veiligheid van medicijnen en chemische stoffen worden nog altijd veel dierproeven gedaan. Inmiddels lukt het steeds beter om de dierproeven te vervangen door onderzoek in een schaaltje gekweekte cellen, in dit geval borstcellen. We waren al volop bezig om deze ‘celmodellen’ beter te laten lijken op de werkelijkheid, bijvoorbeeld door celtypen te combineren, zodat je interactie krijgt. Echter, borstkanker ontstaat in de melkgangen. Die kun je nóg beter nabootsen in 3D. De test kan onderdeel zijn van voortplantings- of kankeronderzoek. Die studies zijn langdurig en duur. Met onze modellen kun je mogelijk gerichte informatie verzamelen vóór je begint aan vervolgonderzoek met proefdieren.

Hoe ziet zo’n geprinte vorm eruit?

We hebben twee modellen uitgewerkt. Het ene is een print van cellen in de cilindervorm van een melkgang. Het andere is een kweekbakje met gel met daarin borstweefselcellen, waar je een kanaaltje doorheen trekt: een nagemaakte melkgang. Een voordeel van de beide methoden is dat je precies weet hoeveel cellen je bij elkaar zet, en dat je kunt voorspellen hoe ze zich gaan ontwikkelen en gedragen. Je hebt dus veel meer controle dan bij een bestaand klontje weefsel. Vooral bij giftigheidstesten is dat belangrijk, want als je twee stoffen vergelijkt, wil je dat de omgeving van die stoffen precies hetzelfde is. Pas dan weet je dat verschillen in effect toe te schrijven zijn aan de verschillende stoffen.

Is deze aanpak ook toe te passen op de ontwikkeling van kankermedicijnen?

Jazeker. Het ontwikkelen van medicijnen vraagt veel stappen. Je kunt met onze modellen mogelijk al vroeg in de keten van testen een effect aantonen of uitsluiten. Daardoor kun je eventuele dierproeven die daarna nog nodig zijn veel gerichter doen, met minder dieren. Of dierproeven zijn misschien niet eens meer nodig. Met ons onderzoek kun je dierproeven dus niet één op één vervangen, maar wel het verloop binnen de keten beïnvloeden.

Hoe kwam je in dit onderzoek terecht?

Ik houd me vooral bezig met hormoonverstoringen: hoe stoffen de hormoonhuishouding beïnvloeden, en welke nadelige effecten dat kan hebben. Ik ben op zoek naar manieren om die effecten zo relevant mogelijk te kunnen testen zonder het gebruik van proefdieren. Toen we onze celmodellen een stap verder wilden brengen door melkgangen in 3D te maken, hebben we aangeklopt bij de afdeling Biofabrication van het UMC Utrecht. Zo is de samenwerking ontstaan.

Wat is de rol van het 3V-Stimuleringsfonds?

Met het geld ontwikkelden we prototypes waarmee we naar bedrijven kunnen gaan om te laten zien: we kunnen dit, en het werkt. Juist die stap, de validatie, is vaak lastig te financieren. Bedrijven steken daar weinig geld in, want voor hen ben je nog niet ver genoeg. Voor de wetenschap is het ook lastig, want je moet ook stoffen testen die niets doen, om te weten of jouw test niet onterecht een effect laat zien. Dat soort resultaten krijg je moeilijk gefinancierd en gepubliceerd.

Zijn er voor jullie onderzoek ook proefdieren nodig?

Nee. We gebruiken gekweekte cellen en weefsel uit de klinieken. Borstweefsel komt van borstverkleiningsoperaties bij vrouwen, en soms van borstkankeroperaties bij honden. Ik kan niet uitsluiten dat we in een bepaalde fase van de onderzoekslijn wel eens proefdieren nodig zullen hebben, maar we proberen het te vermijden.

Hoe ver zijn jullie op dit moment?

We hebben voor beide prototypes aangetoond dat we ze kunnen maken. Eén daarvan blijkt het meest praktisch te zijn. Dat is de methode met de gel. Die vorm is het gemakkelijkst te maken en in kweek te houden. Voor de andere methode, het printen van het cilindertje, heb je geavanceerde apparatuur nodig. Nu zijn we stoffen aan het testen in beide prototypen. Het ziet er veelbelovend uit. We zien tumorvorming ontstaan en ‘uitzaaiingen’.

Je vertelt er open over. Is er geen zware concurrentie?

Ik zie het als mijn maatschappelijke taak om kennis te delen. We doen dit onderzoek tenslotte gedeeltelijk met gemeenschapsgeld, dus dan moeten we ook laten zien hoe dat wordt besteed. Het is ook belangrijk dat anderen onze methoden kunnen toepassen. We vertellen erover op congressen. Zo komt je in contact met andere onderzoekers die met ongeveer hetzelfde bezig zijn, en kun je samenwerken en ideeën uitwisselen. Dat biedt een wetenschappelijke meerwaarde.