Het klinkt bijna als sciencefiction: een werkend stukje menselijk bloedvat, zo klein dat het op een glasplaatje in je hand past. Toch is dat precies wat 'organ-on-a-chip'-technologie mogelijk maakt. In een kanaaltje van enkele honderden micrometers groeien echte menselijke cellen die de binnenwand van een bloedvat vormen; laat je er vloeistof doorheen stromen, dan ontstaat een omgeving die lijkt op die in een levend lichaam. Nederlandse onderzoekers lopen in dit vakgebied voorop.

Ebola zichtbaar gemaakt

Een sprekend voorbeeld komt van de Universiteit Leiden. Onderzoekers bouwden een chip die nabootst wat het ebolavirus in het lichaam aanricht: het virus tast de vaatwand aan, waardoor bloed weglekt, de bloeddruk daalt en organen het begeven, meldt de universiteit. Op de chip is dat proces te volgen: een normaal gesproken dichte vaatwand wordt lek zodra er virusdeeltjes bij komen. Veelbelovend was dat twee kandidaat-medicijnen dat lek-effect in het model konden tegenhouden — een eerste aanwijzing dat zo'n chip kan helpen bij het zoeken naar behandelingen. Het model is ook bruikbaar voor verwante virussen.

Waarom coronapatiënten bloedstolsels kregen

Ook bij covid-19 bewees de techniek zijn waarde. Tijdens de pandemie kregen ernstig zieke patiënten vaak gevaarlijke kleine bloedstolsels. Onderzoekers van de Universiteit Twente, samen met onder meer het Amsterdam UMC en het LUMC, brachten een bloedvat-op-een-chip in contact met bloedplasma van covid-patiënten, gepubliceerd in Lab on a Chip. Alleen al dat plasma — zonder actief virus — bleek genoeg om de vaatwand te ontsteken en de vorming van stolsels op gang te brengen. Zo werd de link tussen ontsteking en trombose in beeld gebracht.

Beter dan een petrischaal of een proefdier

Wat maakt zo'n chip waardevol? Een gewone celkweek in een schaaltje mist de stroming, de druk en de 3D-structuur van een echt bloedvat. Resultaten die in een schaaltje goed lijken, pakken in een lichaam vaak anders uit. De chip zit daar dichterbij. Bovendien gaat het om menselijke cellen, waardoor de vertaling naar de patiënt directer is dan bij een muizenmodel — en bij gevaarlijke virussen kan veiliger op kleine schaal worden gewerkt.

Op weg naar minder dierproeven

Nederland investeert fors in deze richting, onder meer via het door NWO gefinancierde Netherlands Organ-on-Chip Initiative, waarin universiteiten en bedrijven samenwerken aan modellen die op termijn een deel van de dierproeven kunnen vervangen. Onderzoekers werken zelfs al aan het koppelen van meerdere orgaanmodellen tot een soort 'lichaam-op-een-chip'.

Een proefdier kan veel laten zien, maar nooit zo direct als een menselijk bloedvaatje op glas: precies wat er gebeurt wanneer een virus de vaatwand bestookt — en wat een medicijn daartegen vermag.