celkweek, foto Rawpixel
celkweek, foto Rawpixel

Cellen kweken op synthetische PIC-gel kan miljoenen muizen schelen

​​​​​​​De synthetische PIC-gel, in 2013 ontdekt door chemici van de Radboud Universiteit, blijkt zich te gedragen zoals collageen. Dat maakt de gel heel bruikbaar om interacties tussen cellen en hun directe omgeving te bestuderen. Dit betekent in de praktijk dat de gel zeer geschikt lijkt om er cellen op te kweken voor biologisch en klinisch onderzoek. Bijkomend voordeel is dat voor deze gel, anders dan voor de gel die doorgaans gebruikt wordt voor celkweek, geen muizen gekweekt en gedood hoeven te worden. De nieuwste bevindingen zijn op 4 april gepubliceerd in PNAS.

Wanneer cellen opgekweekt worden in een bakje (in vitro), gedragen ze zich niet precies zoals in het lichaam. De samenstelling van het materiaal waarop cellen gekweekt worden, is heel belangrijk. Het liefst wil je dat het materiaal zo veel mogelijk eigenschappen heeft die lijken op die van het lichaam. En dat die eigenschappen altijd gelijk zijn, zodat resultaten van kweken goed onderling vergelijkbaar zijn.

Tot nog toe gebruiken onderzoekers (zoals artsen en onderzoekers in de medicijnontwikkeling) vaak Matrigel voor hun celkweken. Dat is een biologische gel, gemaakt uit muistumoren. Paul Kouwer, moleculair chemicus aan de Radboud Universiteit: ‘Een enorm nadeel is dat daarvoor miljoenen muizen per jaar gekweekt en gedood moeten worden. Bovendien zijn geen twee muizen precies gelijk, dus het materiaal is ook variabel.’

Een synthetische gel is een uitkomst. Eerder onderzoek toonde al aan dat de PIC-gel, die aan de Radboud Universiteit ontdekt en ontwikkeld is, geschikt is om menselijke cellen in te kweken. Nu blijkt uit onderzoek van de Radboud Universiteit en de KU Leuven dat de PIC-gel zich precies gedraagt als collageen. Omdat veel cellen in ons lichaam zich in een collageenomgeving bevinden, maakt dat de gel nog geschikter dan al gedacht – zeker voor onderzoek naar juist dat soort cellen.

Kouwer: ‘Het liefst zouden we alle Matrigel vervangen door onze PIC-gel. Dan weten wij en de andere gebruikers de exacte compositie. Maar we beseffen dat we af en toe nog een biologische groeifactor zullen missen. In die gevallen moeten we misschien nog een deel Matrigel toevoegen. In het lab zijn we hard op zoek om ook deze factoren te identificeren en te vervangen.’

En een andere uitdaging kan de ‘cost of change’ worden: ‘Als onderzoekers nieuwe materialen gaan gebruiken, zijn nieuwe resultaten niet meer direct vergelijkbaar met oude data. Dat gaat nog wel wat overtuigingskracht kosten.’

Proefdiervrije toepassing

Deze ontdekking is ‘vrij fundamenteel biofysisch’, vertelt Kouwer, ‘maar het is wel een echte doorbraak.’ Als het gaat om toepassing, is er nog wel een traject af te leggen. Promovenda Lotte Gerrits richt, ondersteund door knowledge transfer officers van de Radboud Universiteit, haar aandacht op de vraag: wat is er nodig om van de PIC-gel op dit vlak een succesvolle toepassing te maken? In februari wonnen Gerrits en Kouwer de Mercator Launch Innovation Competition die hen daarbij kan helpen. Momenteel doen de onderzoekers ook mee aan de Proefdiervrij Venture Challenge, waarvan de finale op 21 april plaatsvindt.

Kouwer: ‘Als je mij vraagt wat ik zou willen voor de toekomst, dan is het dat we met deze gel een bijdrage kunnen leveren aan bijvoorbeeld diagnose en behandeling bij kanker die meer op maat zijn. Dat wij met jouw eigen cellen, uit een biopt van jou, tot een goede 3D-celkweek komen die meer informatie geeft over wat er precies bij jou aan de hand is. Dat is het idee waarmee we deelnemen aan de Proefdiervrij Venture Challenge. Dat is heel inspirerend.’

Kouwer was vanaf het begin bij de ontdekking van de PIC-gel betrokken en heeft meer ideeën voor de toepassing van de gel langs zien komen. Het afdekken van brandwonden of inwendige wonden zou ook een mooie toepassing zijn van de gel die bij lichaamstemperatuur stijf wordt en oplost door afkoeling. ‘Er lopen nog wel projecten op dat vlak. Maar omdat je daar grote klinische trials voor nodig hebt, is dat wel iets van langere adem.’

De toepassing van PIC-gel voor celkweek kan, hoopt Kouwer, sneller gerealiseerd worden. ‘We zouden het liefst een goede pilot willen doen met een commerciële partij, om het materiaal volledig door te ontwikkelen. Ik ben ervan overtuigd dat we hiermee door moeten gaan. Hoe mooi zou het zijn als heel veel onderzoekers een gecontroleerd materiaal, waar geen muizen voor hoeven te worden opgeofferd, gaan gebruiken voor hun labonderzoek.’

Contactinformatie

Meer weten? Neem contact op met de onderzoekers zelf of met Persvoorlichting & Wetenschapscommunicatie via 024 361 6000 of media [at] ru.nl (media[at]ru[dot]nl)

Gaat over persoon
dr. P.H.J. Kouwer (Paul)