Universiteit Twente ontwikkelt nieuwe chip om medicijnen te testen

UT-promovendus Verena Stimberg heeft een chip ontwikkeld die het onderzoek naar ziektes, medicijnen en eventuele giftigheid van nanodeeltjes kan verbeteren. De chip bevat een kunstmatige versie van een celmembraan, waarop je ziektes kunt onderzoeken waarbij ionenkanalen in celmembranen een rol spelen. Met de chip kun je medicijnen testen tegen taaislijmziekte of onderzoek doen naar ziektes als Parkinson, kanker, depressie, epilepsie, Multiple Sclerose en diabetes. Door de chip zijn in toekomst waarschijnlijk minder proeven op dieren en mensen nodig. Stimberg deed haar onderzoek binnen de onderzoeksinstituten MIRA en MESA+ van de Universiteit Twente.

Het ionenkanaal, een eiwit dat zich in het celmembraan (de buitenkant van een cel) bevindt,  zorgt ervoor dat minerale zouten (ionen) de cel in en uit kunnen stromen. Een niet of slecht functionerend ionenkanaal veroorzaakt ziektes als kanker, depressie, schizofrenie, epilepsie, Multiple Sclerose, diabetes, astma, hartritmestoornissen, nierstenen, de ziekte van Crohn en osteoporose. Voor onderzoek aan het ionenkanaal zijn normaal gesproken levende cellen nodig. Met de chip van Stimberg boots je een celmembraan na. In korte tijd kun daarop veel verschillende ziektes en medicijnen onderzoeken waardoor in toekomst waarschijnlijk minder proefdieren of –personen nodig zijn. Dit is afhankelijk van de toepassing waarvoor je het gebruikt. Cosmetica werd tot nu toe bijvoorbeeld veel op dieren getest, de chip kan hier een goed alternatief voor bieden. Met de chip kun je zowel elektrisch als optisch (met een microscoop) meten of de minerale zouten een cel in en uit kunnen stromen. Je kunt vervolgens met de chip meten of de toevoeging van specifieke medicijnen de in- en uitstroom verbetert. De chip, gemaakt van glas en teflon, is slechts één bij twee centimeter groot.

Nanodeeltjes worden overal voor gebruikt: ze bevinden zich onder andere in onze zonnebrandcrème, voeding, schoonmaakmiddel en kleding. Omdat nanodeeltjes vrij nieuw zijn bestaan er nog geen goede testen om te onderzoeken of ze schadelijk zijn. Met deze chip kun je testen wat de invloed is van nanodeeltjes op celmembranen.

Stimberg: “We zijn heel blij dat de chip goed werkt. Dit was een grote stap. Hiermee hebben we een platform in handen voor allerlei soorten onderzoek. We zijn nu bezig de chip uit te breiden zodat we meer metingen kunnen doen. Er zijn al twee bedrijven geïnteresseerd. De chip heeft de potentie als product voor verschillende toepassingen op de markt te komen. Afhankelijk van de toepassing, zou dat wel nog minimaal I tien jaar kunnen duren.”

Het onderzoek werd uitgevoerd door Verena Stimberg onder begeleiding van Albert van der Berg en Séverine Le Gac van de vakgroep BIOS – Lab on a Chip van onderzoeksinstituut MESA+ en MIRA aan de Universiteit Twente. Stimberg promoveerde onlangs op haar proefschrift Microfluidic platform for bilayer experimentation. From a research tool towards drug screening. Haar onderzoek is onderdeel van NanoNextNL.