Credit: Marie Bannier-Hélaouët, copyright: Hubrecht Institute 11 januari 2024 Tranen produceren in een Petrischaaltje: onderzoekers ontwikkelen eerste model van menselijk bindvlies Terug naar nieuws De Organoid groep ontwikkelde het eerste organoïdemodel van het menselijke bindvlies. Deze organoïden bootsen de functie na van het echte menselijke bindvlies, een weefsel dat betrokken is bij de productie van tranen. Met hun nieuwe model ontdekten de onderzoekers een nieuw celtype in dit weefsel: tuftcellen. Deze cellen spelen waarschijnlijk een rol bij allergieën. Het organoïdemodel kan nu worden gebruikt om medicijnen te testen voor verschillende ziektes die het bindvlies aantasten. Het onderzoek is op 11 januari 2024 gepubliceerd in Cell Stem Cell. Onze ogen produceren tranen om zichzelf te beschermen tegen verwondingen en infecties. Het bindvlies – een weefsel dat ook wel de conjunctiva wordt genoemd en dat het wit van het oog en de binnenkant van de oogleden bedekt – is gedeeltelijk verantwoordelijk voor de productie van deze tranen. Het neemt deel aan de traanproductie via de afgifte van slijm. Dit slijm zorgt ervoor dat de tranen aan het oogoppervlak blijven kleven en beschermt het tegen ziekteverwekkers. Beperkte behandelingen Verschillende ziektes en aandoeningen tasten het bindvlies aan, zoals droge ogen, kanker, allergieën en infecties. In ernstige gevallen kan het niet goed functioneren van dit weefsel leiden tot blindheid. Tot nu toe bestond er geen goed model van het menselijk bindvlies, wat het onderzoek naar de functie ervan tijdens ziekte en gezondheid beperkt. Hierdoor zijn er ook beperkte behandelingsmogelijkheden voor ziektes die de conjunctiva aantasten. Eerste model Om meer inzicht te krijgen in de samenstelling en werking van het bindvlies, begon de Organoid groep met het ontwikkelen van het eerste menselijke model van dit type weefsel. Ze gebruikten cellen uit echt menselijk bindvlies en groeiden deze in een Petrischaaltje uit tot 3D structuren. Deze mini-structuren worden organoïden genoemd en functioneren als echte menselijke conjunctivae. “Toen we deze functionerende organoïden eenmaal ontwikkeld hadden, wilden we weten hoe het bindvlies betrokken is bij de productie van tranen,” legt Marie Bannier-Hélaouët, hoofdonderzoeker van het project, uit. “We ontdekten dat het bindvlies antimicrobiële componenten aanmaakt en daardoor op meer manieren bijdraagt aan de traanproductie dan alleen door het maken van slijm. Onder allergieachtige omstandigheden neemt het aantal cellen dat slijm produceert toe. Credit: Marie Bannier-Hélaouët, copyright: Hubrecht Institute. Allergieën De onderzoekers veranderden vervolgens de condities in het Petrischaaltje met mini-conjunctivae om allergieën na te bootsen. “De organoïden begonnen totaal andere tranen te produceren: er was meer slijm, maar er waren ook meer antimicrobiële componenten,” vertelt Bannier-Hélaouët. Onder deze condities vonden ze ook een nieuw celtype in de organoïden: tuftcellen. Bannier-Hélaouët vervolgt: “Soortgelijke cellen zijn ontdekt in andere weefsels, maar niet in het menselijk bindvlies.” Onder allergieachtige condities werden meer tuftcellen gevonden. Het lijkt er dus op dat deze cellen een rol spelen in de reactie van het oog op allergieën. Met de speciale marker Advillin (AVIL) zijn tuftcellen zichtbaar gemaakt. Credit: Marie Bannier-Hélaouët, copyright: Hubrecht Institute. Medicijnen Het nieuw ontwikkelde organoïdemodel maakt de weg vrij voor onderzoek naar ziektes die het bindvlies aantasten. “We kunnen ons model gebruiken om bijvoorbeeld medicijnen voor allergieën of droge ogen te testen,” zegt Bannier-Hélaouët. Op de lange termijn zou het zelfs mogelijk kunnen zijn om vervangende conjunctivae te maken voor mensen met oogbrandwonden, oogkanker of misschien zelfs genetische aandoeningen. “In samenwerking met Mor Dickman en Vanessa LaPointe van MUMC+/UM in Maastricht zijn we nu bezig met preklinisch onderzoek met konijnen om te beoordelen of deze aanpak haalbaar en nuttig is,” besluit Bannier-Hélaouët. Naar een klinische toepassing “Er is behoefte aan celtherapieën om ontstekingsziekten en tumoren van het bindvlies te behandelen, die vaak leiden tot blindheid,” zegt Mor Dickman, oogarts en expert in hoornvlies- en stamceltransplantatie. “Onze voorlopige bevindingen van het transplanteren van organoïden bij konijnen suggereren dat organoïden een veelbelovende therapeutische strategie zijn. We kijken ernaar uit om deze therapie in de kliniek te introduceren in samenwerking met Prof. Hans Clevers en de Organoid Groep,” delen Mor Dickman en Vanessa LaPointe van het MERLN-instituut voor technologie-geïnspireerde regeneratieve geneeskunde in Maastricht. Publicatie Human Conjunctiva Organoids to Study Ocular Surface Homeostasis and Disease. Marie Bannier-Hélaouët, Jeroen Korving, Ziliang Ma, Harry Begthel, Amir Giladi, Mart M. Lamers, Willine J. van de Wetering, Nobuyo Yawata, Makoto Yawata, Vanessa L. S. LaPointe, Mor M. Dickman, Rachel Kalmann, Saskia M. Imhoff, Johan H. van Es, Carmen López-Iglesias, Peter J. Peters, Bart L. Haagmans, Wei Wu and Hans Clevers. Cell Stem Cell, 2024. Hans Clevers is adviseur/gastonderzoeker bij het Hubrecht Institute voor Ontwikkelingsbiologie en Stamcelonderzoek (KNAW) en bij het Prinses Máxima Centrum voor kinderoncologie. Hij is hoogleraar Moleculaire Genetica bij de Universiteit Utrecht en Oncode Investigator. Hans Clevers is sinds maart 2022 Head of pharma Research and Early Development (pRed) bij Roche. In het verleden is hij directeur/president geweest van het Hubrecht Instituut, de KNAW en het Prinses Máxima Centrum voor kinderoncologie.
