15 mei 2018
Mini-organen op chip
Imec stelt vandaag een chip voor waarop cellen gekweekt kunnen worden tot menselijke orgaanstructuren, zoals het hart of hersenweefsel. De chip, die kan gebruikt worden om nieuwe medicijnen in vitro te testen, telt meer dan 16.000 elektrodes die zeer nauwkeurig signalen binnenin cellen en tussen cellen kunnen uitlezen en de cellen chemisch of elektrisch kunnen stimuleren. De combinatie van de hoge nauwkeurigheid van de metingen, en de snelle doorlooptijd van de testen, maken dat deze chip een game-changer kan zijn die de ontwikkeling van nieuwe medicijnen enorm kan versnellen.
Jaarlijks worden er een handvol nieuwe medicijnen gelanceerd. Maar in hun schaduw zijn er tienduizenden kandidaat-medicijnen die de markt niet halen. Desondanks heeft ook hun ontwikkelingstraject jaren geduurd en zeer veel geld gekost. Om het proces van medicijnontwikkeling efficiënter te maken en te versnellen is er een kritische nood aan instrumenten die zeer gedetailleerd en in parallel het effect van verschillende chemische samenstellingen op cellen en weefsels of organen kunnen testen.
Imec’s chip bestaat uit een matrix van 16 gebieden waarin cellen gekweekt worden op een complex patroon van in totaal 16.384 microstructuren.
“We groeien eigenlijk bijvoorbeeld 16 kleine hartjes op een chip, waardoor we het effect van medicijnen in een biologisch relevante context kunnen testen. Dit is het dichtst bij een echt hart dat we kunnen komen zonder proefdieren te gebruiken,” legt Veerle Reumers, projectleider bij imec uit.
“Voeg daarbij de significant snellere doorlooptijd en de zeer hoge resolutie, en het wordt duidelijk dat imec’s chip een nieuwe generatie van instrumenten voor medicijn screening inluidt.”
Imec’s chip kan worden verpakt in een speciale celcultuurplaat waardoor de 16 gebieden elk apart gebruikt kunnen worden. Dit werd gerealiseerd in samenwerking met het Nederlandse bedrijf Micronit Microtechnologies.
“Het is de eerste chip waarin 16 verschillende experimenten in parallel uitgevoerd kunnen worden, of – met andere woorden – 16 verschillende medicijnsamenstellingen in parallel geanalyseerd kunnen worden,” legt Veerle Reumers uit.
“Dit betekent dat de doorlooptijd van een experiment veel korter wordt. Tegelijkertijd biedt het instrument een zeer hoge resolutie. Elk van de 1.024 elektrodes in een holte kan zowel extracellulair als intracellulaire signalen meten en cellen stimuleren. Onze chip biedt dus de volledige toolset voor het screenen van het effect van medicijnen op cellen, weefsels en organen.”
De unieke verpakking van imec’s MEA-chip werd ontwikkeld samen met Micronit Microtechnologies binnen het project InforMed, gefund door de ECSEL Joint-undertaking (ECSEL2014-2-662155 ).
