Wij gebruiken cookies

DON gebruikt cookies om bijvoorbeeld de website te verbeteren en te analyseren. Als u meer wilt weten over deze cookies, raadpleeg onze cookieverklaring

Cookies accepteren Instellingen aanpassen

Dr. Aart van Apeldoorn ontwikkelt een polymeren zakje om bètacellen aan de patiënt terug te geven

image

Door een aanvalsreactie van het immuunsysteem hebben mensen met diabetes type 1 te weinig functionerende bètacellen over om hun lichaam van voldoende insuline te voorzien. Dr. Aart van Apeldoorn werkt aan een oplossing waarmee hij verloren bètacellen aan patiënten kan teruggeven. Het idee? Een implantaat in de vorm van een polymeren zakje waarin de bètacellen, beschermd tegen aanvallen van het immuunsysteem, de insulineproductie van de patiënt herstellen.

 

Dr. Van Apeldoorn voert zijn onderzoek uit aan de Universiteit van Maastricht. Het onderzoek is onderdeel van het samenwerkingsverband RegMed XB. Dit is een samenwerking tussen universiteiten, overheden en bedrijven, die werken aan oplossingen voor chronische ziekten. “De chronische ziekte waar ik me op richt is diabetes type 1. Ik werk aan een nieuwe manier om diabetespatiënten te voorzien van nieuwe bètacellen, want op dit moment kan dat alleen door middel van Eilandjes-transplantatie. Hierbij worden de zogenoemde Eilandjes van Langerhans, waarin de zich insulineproducerende cellen zich bevinden, uit een gedoneerde alvleesklier geïsoleerd. Vervolgens worden ze getransplanteerd naar de lever van de patiënt. Het nadeel van deze werkwijze is dat de bètacellen onbeschermd in het lichaam van de ontvanger  terechtkomen, waardoor ze kwetsbaar zijn en vaak vroegtijdig afsterven. Daarnaast bestaat de kans dat het immuunsysteem zich verzet tegen het ‘vreemde’ lichaamsmateriaal, waardoor de bètacellen worden afgestoten. Dit kun je voorkomen met afweerremmende middelen, maar deze medicijnen kunnen risicovolle bijwerkingen veroorzaken. Om deze twee  problemen te ondervangen werk ik aan een alternatieve manier om bètacellen terug te geven aan de patiënt: een implantaat in de vorm van een polymeren zakje. Door de bètacellen te verpakken in dit zakje wordt de kans kleiner dat ze vroegtijdig afsterven, en zijn ze beter beschermd tegen aanvallen van het immuunsysteem, terwijl de door de cellen geproduceerde insuline wel door het implantaat heen kan om zijn werk te doen. Uiteindelijk kunnen we dan nagenoeg het proces nabootsen dat in de alvleesklier van nature plaatsvindt.”

Nabootsing alvleesklier

Omdat bètacellen normaliter alleen in de alvleesklier voorkomen, proberen dr. Van Apeldoorn en zijn collega’s de omstandigheden in dat orgaan zo goed mogelijk te reproduceren in het implantaat. Zo ontstaat een optimale omgeving voor de bètacellen. “Een belangrijk kenmerk van eilandjes van Langerhans is dat er veel bloedvaten inzitten”, zegt de onderzoeker. “Die zorgen ervoor dat de bètacellen toegang hebben tot de benodigde voedingsstoffen en zuurstof. Daarnaast zorgen de bloedvaten voor een optimale verspreiding van insuline door het lichaam. Om de situatie in de alvleesklier te reproduceren, hebben we een prototype implantaat vervaardigd uit heel dunne laagjes kunstmatig materiaal, waar we vervolgens poriën in hebben gemaakt. Via de poriën kunnen de bloedvaten in het lichaam van de ontvanger verbinding maken met de bètacellen in het implantaat. Daarnaast hebben we een soort structuur aangebracht binnenin het implantaat, zodat we de bètacellen kunnen verdelen over de hele oppervlakte. Hierdoor krijgen alle cellen evenveel toegang tot voedingsstoffen en zuurstof en ontstaat een zo natuurlijk mogelijke manier van insuline afgifte.”

Gevoelig orgaan
Het implantaat bootst de omstandigheden van de alvleesklier na, maar kan – als het in de toekomst gereed is voor transplantatie – niet in dat orgaan worden ingebracht. “Daarvoor is de alvleesklier te gevoelig”, legt dr. Van Apeldoorn uit. “Het orgaan maakt niet alleen hormonen aan die de bloedsuikerwaarden controleren, maar is ook grotendeels verantwoordelijk voor het produceren van de spijsverteringsenzymen die naar de dunne darm gaan. Als je een gaatje in de alvleesklier maakt om het implantaat in te brengen, gaan de spijsverteringsenzymen lekken. Dat kan ernstige gevolgen hebben. Daarom zullen we het implantaat transplanteren naar een plek in het lichaam die enigszins op de alvleesklier lijkt. In de buikholte bijvoorbeeld, want daarin bevinden zich veel bloedvaten.”

Goedkeuring voor implantaat
Maar voor het implantaat daadwerkelijk kan worden ingezet bij de eerste patiënt, moeten de onderzoekers eerst meerdere uitdagingen overwinnen. Zo wordt het implantaat momenteel onderworpen aan een reeks functionele tests om het ontwerp te optimaliseren. Dr. Van Apeldoorn: “We onderzoeken onder meer wat er gebeurt als we het groter maken of als we er een andere vorm aan even. Dat doen we in verschillende stapjes. We testen eerst heel kleinschalig, vervolgens maken we het implantaat iets groter en stoppen we er meer cellen in om te bestuderen of ze het overleven. Daarnaast zijn er allerlei tests nodig om goedkeuring te krijgen voor het inbrengen van het implantaat in een menselijk lichaam. Logischerwijs geldt daarvoor vanuit de overheid strikte regelgeving, want we moeten zeker weten dat het implantaat veilig is.”

Bètacellen uit stamcellen
Naast de functionele tests en de goedkeuring voor het gebruiken van het implantaat bij patiënten is er nog een hindernis die moet worden genomen: het creëren van voldoende bètacellen voor in de implantaten. “Als we alleen bètacellen uit alvleesklieren van donoren kunnen gebruiken, kunnen we niet veel patiënten helpen”, zegt Dr. Van Apeldoorn. “Daarvoor is het donortekort in Nederland helaas te groot. Daarom wordt in het LUMC, onder leiding van mijn collega prof. dr. Eelco de Koning, gewerkt aan het verkrijgen van bètacellen op basis van stamceltherapie. Hij werkt aan een manier om stamcellen zo te bewerken dat ze op dezelfde manier functioneren als bètacellen. Als daar een gestandaardiseerde manier voor is ontwikkeld, is de volgende stap om te bekijken hoe we dat proces op grote schaal kunnen uitvoeren. We willen natuurlijk niet één patiënt behandelen, maar het liefst duizenden. Dat is een grote uitdaging, maar ik verwacht dat we zowel met het implantaat als met stamceltherapie de komende jaren flinke stappen gaan maken!”

Niks is onmogelijk

Houd mij op de hoogte van alle mooie ontwikkelingen