Hoe we straks zonder proefdieren onderzoek doen naar boezemfibrilleren: ‘Ons testplatform vervangt het menselijk hart’

Hartkloppingen, een onregelmatige hartslag, maar ook transpireren, duizeligheid en vermoeidheid kunnen klachten zijn bij boezemfibrilleren. Net als kortademigheid of een beklemmend gevoel op de borst. “Veel mensen hebben last van de aandoening en eigenlijk is er nog geen goede therapie voor,” aldus Martin Bennink, lector Applied Nanotechnology bij Saxion. Ook naar de oorzaak van boezemfibrilleren wordt nog volop onderzoek gedaan. Zowel externe factoren (pesticiden) als mentale druk (stress) kunnen triggers zijn. “Maar eigenlijk weten we er nog te weinig van. Het CIRCULAR-onderzoek heeft als doel meer inzicht te krijgen in wat boezemfibrilleren veroorzaakt en om op basis daarvan therapieën te ontwikkelen.”

Verder bouwen op heart-on-a-chip

Voor het NWO-onderzoek dat de komende acht jaar plaatsvindt, ontvangt een consortium van partners een bedrag van 4,6 miljoen euro. Saxion heeft in dit project de rol om op basis van microfluïdica en chips een testplatform te ontwikkelen, dat robuuster onderzoek naar boezemfibrilleren ondersteunt. “In het verleden hebben we veel onderzoek gedaan naar het principe van heart-on-a-chip. Daar is dit een voortzetting van,” aldus Bennink.

Opschalen

“Bij heart-on-a-chip zijn we begonnen met het maken van één chip waar we hartcellen in konden laten groeien, om die cellen vervolgens als testmateriaal te gebruiken. Nu werken we toe naar een testsysteem met een groot aantal van dit soort chipjes, waarin we cellen kunnen kweken. Dat stelt ons straks in staat om op grotere schaal het effect van medicijnen op die cellen te testen. Uiteindelijk moeten die handelingen volgens protocollen plaatsvinden en opgeschaald worden.” En het eindstation? “Dat wordt een grote robot die in staat is om de individuele chips netjes onder de microscoop te zetten, die vervolgens alles analyseert. Zo automatiseren we het hele proces.”

Dierproeven terugdringen

Waar consortiumpartners als het UMC Utrecht en het Erasmus Medisch Centrum Rotterdam zich binnen CIRCULAR vooral richten op de moleculaire oorzaken van boezemfibrilleren, focust Saxion zich op het testplatform dat straks helpt om op grotere schaal te gaan screenen. “Ons doel is om iets te ontwikkelen dat in onderzoekslaboratoria of de farmaceutische industrie gebruikt kan worden. De hele drive achter dit onderzoek is het terugdringen van het aantal dierproeven. Het testplatform vervangt daarmee het menselijk hart.”

Triggers voor boezemfibrilleren 

Belangrijk onderdeel van het traject is dat het onderzoek gekoppeld wordt aan verschillende patiëntenverenigingen. De Nederlandse Stichting AFIP is partner in het project. Hier delen patiënten actief hoe ze met boezemfibrilleren omgaan. “Uit die ervaringen gebruiken we triggers, waar het onderzoek zich op focust. We kijken naar de praktijk en proberen uit gesprekken met patiënten een trend of een lijn te zien naar wat bij hen potentiële triggers zijn voor episodes van boezemfibrilleren. Bij eerdere studies is bijvoorbeeld al gekeken naar het effect van de woonomgeving. Zo ligt het aantal patiënten hoger in agrarische gebieden, waar veel pesticiden gebruikt worden. En als we kijken naar het stress-aspect, dan is er nog iets interessants: een samenwerkingspartner die eerder heeft gespeeld in het Rotterdams Filharmonisch Orkest gaat binnen het project onderzoek gaat doen naar de invloed van geluid en muziek op hartritmestoornissen.” Een fascinerende invalshoek, die vooral ook de breedte van het project laat zien, zegt Bennink. Daarnaast is er StopAFib.org, een patiëntenvereniging uit de Verenigde Staten met leden uit de hele wereld. Ook deze participeert in het project CIRCULAR.

Patiëntervaringen

In het onderzoek draait het voor een belangrijk deel om het ophalen en in kaart brengen van patiëntervaringen. Patiënten spelen zodoende, als ervaringsdeskundigen, een belangrijke rol in het proces om grip te krijgen op de oorzaak van hun klachten. “En daarmee uiteindelijk ook op de behandelmethoden,” vertelt Bennink. “Ons doel is tevens om die resultaten weer terug te brengen naar dat platform. Om mensen beter in staat te stellen met hun ziekte om te gaan.” De insteek sluit goed aan op de doelstellingen van onderzoek dat voor de Nationale Wetenschapsagenda plaatsvindt: de uitkomsten moeten direct een bijdrage leveren aan maatschappelijke problemen. De aanpak is bovendien bijzonder door inzet van proefdiervrije systemen voor circulair onderzoek, in samenwerking met patiënten.

Fotografie: Thomas Busschers