Dr. Aart van Apeldoorn zet de stap naar levende implantaten
Jarenlang heeft dr. van Apeldoorn met zijn team aan polymeren implantaten gewerkt; een soort zakjes van kunststof, waarmee men bètacellen in het lichaam van diabetes type 1-patiënten kan plaatsen om de insulineproductie te herstellen. Nu wil hij een nieuwe generatie ontwikkelen, van implantaten die geheel uit levende cellen bestaan. De kennis en ervaring liggen klaar, en met de financiële ondersteuning van DON daarbovenop, kan dr. van Apeldoorn aan de slag met het ontwikkelen van een prototype.
Diabetes type 1 ontstaat wanneer het immuunsysteem in de war raakt en daardoor de insulineproducerende bètacellen in de alvleesklier vernietigt. Als gevolg hiervan treedt een tekort aan insuline op. Het transplanteren van bètacellen kan bij sommige patiënten voor verlichting zorgen, maar dat is lang niet altijd haalbaar omdat het immuunsysteem de cellen als vijandig blijft beschouwen. Volgens dr. Van Apeldoorn, verbonden aan het MERLN-instituut van de Universiteit Maastricht, ligt een mogelijke oplossing bij de ontwikkeling van implantaten met bètacellen. Met zijn team ontwierp hij een soort polymeren zakjes, waarin bètacellen in het lichaam van de patiënt kunnen worden geplaatst. Beschermd tegen het immuunsysteem kunnen die vervolgens de insulineproductie gedeeltelijk weer op gang brengen. Het synthetische implantaat vormt slechts een eerste stap richting een breed inzetbare behandeling. Dr. van Apeldoorn: “We willen een zo natuurlijk mogelijke omgeving creëren, waarin de bètacellen optimaal kunnen overleven en functioneren, en de synthetische materialen schieten daarin te kort. Om die reden zijn we aan de ontwikkeling van een nieuwe generatie implantaten begonnen, waarbij we volledig op lichaamseigen materialen overstappen. Het doel is om een soort orgaan te bouwen, dat het insulineproducerende vermogen van de alvleesklier nabootst.”
Dat het beschermende omhulsel tot nu toe altijd van synthetische materialen werd gemaakt, is volgens dr. Van Apeldoorn niet meer dan logisch: “Een synthetisch implantaat kunnen we makkelijk weer verwijderen als het lichaam van de patiënt er niet goed op reageert. Met name in de experimentele fase is dat van belang. Nu het ernaar uitziet dat deze manier van transplanteren redelijk veilig is, wordt het steeds aantrekkelijker om van de synthetische materialen af te stappen. De synthetische materialen roepen namelijk een afweerreactie op, waardoor de bètacellen stress ervaren en na verloop van tijd vaak minder goed functioneren. Zolang we met synthetische materialen werken kunnen we afweerreactie wel verkleinen, maar nooit geheel wegnemen. Met lichaamseigen cellen kan dat wel. Door deze stap te zetten willen we de effectiviteit van het implantaat verder vergroten, zodat we de behandeling hopelijk bij meer patiënten kunnen inzetten.”
Aanvullend op de alvleesklier
Het is nadrukkelijk niet de bedoeling om de alvleesklier met het nieuwe orgaan te vervangen. Die vervult namelijk meerdere functies. “Slechts zo’n vijf procent van de alvleesklier staat normaal gesproken in dienst van de insulineproductie”, legt dr. van Apeldoorn uit. “De rest van het orgaan produceert de enzymen die we nodig hebben om ons voedsel te verteren. Met die functie is over het algemeen niets mis bij diabetes type 1-patiënten; de ziekte heeft daar geen invloed op. Vandaar dat we de alvleesklier lekker laten zitten, en ons implantaat op een andere plek in het lichaam aanbrengen. Dat kan bijvoorbeeld in de buikholte, waar de omstandigheden optimaal zijn vanwege de goede doorbloeding. We zien dat het daar kan bijdragen aan de insulineproductie.”
Succesvolle conceptstudies
Voordat het nieuwe project van start ging, hebben dr. Van Apeldoorn en zijn collega’s enige voorstudies gedaan naar de haalbaarheid van het concept. Zo hebben ze geëxperimenteerd met het op elkaar stapelen van laagjes levend materiaal, waaronder bloedvatcellen, cellen die het immuunsysteem remmen, en natuurlijk de hoognodige bètacellen. Zo hebben ze een minuscuul orgaan samengesteld, dat verrassend goed bleek te werken. Dr. van Apeldoorn: “De cellen groeiden aan elkaar en functioneerden naar behoren, wat erop wijst dat we op de goede weg zitten. Aangemoedigd door dit succes zijn we in december 2020 officieel van start gegaan met het project. Nu gaan we onze technieken verbeteren, onderzoeken welke celtypes we nog kunnen toevoegen om de bètacellen te ondersteunen, en zo stap voor stap naar een steeds groter en vollediger orgaan toewerken.”