Leeftijdgebonden Maculadegeneratie

Leeftijdgebonden Maculadegeneratie in een Orgaan-op-een-Chip Laboratoriummodel

Leeftijdgebonden maculadegeneratie is een oogaandoening waarbij het gezichtsvermogen afneemt door schade aan het centraal gelegen gedeelte van het netvlies, de macula. De ziekte is de meest voorkomende vorm van ouderdomsblindheid in de Westerse wereld, en alleen al in Nederland wordt het aantal patiënten geschat op 100.000, een aantal dat razendsnel toeneemt door de vergrijzing.

Ondanks de grote persoonlijke en maatschappelijke impact van de aandoening is er nog niet veel bekend over de precieze ontstaansmechanismen. Als gevolg van ons gebrek aan kennis is ook het aantal opties voor preventie en behandeling van patiënten zeer beperkt. De meest succesvolle behandelingsmethodes zijn gericht tegen de wildgroei van nieuwe bloedvaten in het netvlies, een proces dat een sleutelrol speelt bij de meest agressieve, of ‘natte’, variant van leeftijdgebonden maculadegeneratie. Een belangrijk nadeel van de behandeling is dat deze berust op het direct inspuiten van een medicijn in de oogbol – een kostbaar en pijnlijk proces.

De motivatie voor het huidige project ligt in de anekdotische waarnemingen van prof. (em.) dr. ir. Bergveld die – in samenspraak met zijn huisarts – twee vrij verkrijgbare medicijnen neemt om zijn natte leeftijdgebonden maculadegeneratie onder controle te houden. Ook voor een groep van enkele tientallen andere patiënten blijkt deze experimentele behandelmethode op het eerste gezicht een gunstig effect te hebben.

De medicijnen die deze groep neemt zijn een ontstekingsremmer en een anti–histamine. In de context van wat bekend is over het ziektemechanisme van leeftijdgebonden maculadegeneratie zouden deze medicijnen een ‘normaliserend’ effect kunnen hebben op de groei van lekkende bloedvaten in het netvlies en zouden zij de interactie tussen het immuunsysteem en de vaatwand van deze bloedvaten kunnen beïnvloeden.

De persoonlijke waarnemingen van de groep patiënten, tezamen met de farmacologische aspecten van de medicijnen die zij nemen, bieden interessante aanknopingspunten om de rol die ontsteking, vaatwandfunctie en het immuunsysteem spelen in het ontstaan en voortschrijden van leeftijdgebonden maculadegeneratie verder te bestuderen. Dit is precies wat we in het huidige project beogen.

Het door Stichting TWIN gesponsorde project is van start gegaan in februari 2016 en richt zich op het nabootsen van leeftijdgebonden maculadegeneratie in een microscopisch klein laboratoriummodel van het menselijke netvlies. Met behulp van een dergelijk experimenteel model kunnen de factoren die belangrijk zijn in het ontstaan en het behandelen van maculadegeneratie systematisch en gecontroleerd in het laboratorium worden onderzocht.

maculadegeneratie1

Figuur 1: De opbouw van het netvlies en het ‘orgaan-op-chip’ model hiervan. Links: illustratie van de verschillende lagen in het netvlies die een sleutelrol spelen in maculadegeneratie. Rechts: Overzicht van de gecontroleerde kweek van deze lagen in een microscopisch laboratoriummodel. Foto: Een voorbeeld van een orgaan-op-een-chip waarin menselijke weefsels gekweekt kunnen worden.

In het eerste jaar van het project hebben we gewerkt aan het opzetten van het microscopische orgaan-op-een-chip laboratoriummodel van het menselijke netvlies. In een samenwerking met prof. Lina Sarro en haar groep Electronic Components, Technology and Materials van de TU Delft (http://ectm.tudelft.nl/) hebben we clean room microtechnologie ingezet om een model te maken met kweekkamers die tot op de micrometer nauwkeurig gedefinieerd zijn (figuur 2, links en midden). In de kweekkamers hebben we menselijk vaatwandweefsel weten te kweken, en analyse met behulp van fluorescentie-microscopie toont aan dat er zich een aaneengesloten laag met levende cellen vormt (figuur 2, rechts).

TWIN website AMD in Retina-on-a-Chip 2017

Figuur 2: De eerste stappen naar een orgaan-op-een-chip laboratoriummodel van het menselijke netvlies. Links, een device (1.5 cm lang) met microscopische kweekkamers. Midden boven, een doorsnede van een kweekkamer (‘Channel’) onder de microscoop. Midden onder, een vergrootte weergave van de drager voor celkweek (‘Membrane’) met goed gedefinieerde microporiën. Rechts, menselijk vaatwandweefsel gekweekt in de microscopische kweekkamers. De celkernen zijn blauw aangekleurd, het celskelet is rood aangekleurd.

Onderzoeksteam

Universiteit Twente
Prof. dr. Robert Passier, hoogleraar Applied Stem Cell Technologies, promotor.
Prof. dr. ir. Albert van den Berg, hoogleraar Miniaturized Systems for (Bio)Chemical Analysis, promotor.
Prof. (em.) dr. ir. Piet Bergveld.
Dr. Andries D. van der Meer, co-promotor, projectcoördinator
Yusuf Arik, MSc, promovendus

UMC Utrecht
Prof. dr. Timothy Radstake, hoogleraar Translationele Immunologie
Dr. Jonas Kuiper, groepsleider, Oogheelkundige Immunologie

Radboud UMC
Prof. dr. Anneke den Hollander, hoogleraar Moleculaire Oogheelkunde
Dr. Eiko de Jong, Assistant Professor, Oogheelkunde

Contactgegevens

dr. Andries D. van der Meer (projectcoördinator)
Afdeling ‘Applied Stem Cell Technologies’
Universiteit Twente
Postbus 217
7500 AE Enschede
Tel: +31 53 489 8064
andries.vandermeer@utwente.nl