De farmaceutische industrie werkt steeds minder kosteneffectief. Een belangrijke oorzaak hiervan is dat veel medicijnen na een lang ontwikkeltraject uiteindelijk toch niet blijken te werken of bijwerkingen blijken te geven. Ook in de voedings- en levensmiddelenindustrie blijkt het moeilijk om op een kosteneffectieve manier aan te tonen dat innovatieve producten veilig en gezond zijn. De chemische industrie ten slotte staat voor de uitdaging de toxiciteit van grote aantallen stoffen te bepalen. Dit vereist met de huidige protocollen veel dierproeven.
Realistische laboratoriummodellen van organen op basis van gekweekt weefsel kunnen een unieke bijdrage leveren aan het onderzoek naar het ontstaan van ziektes, veiligheid van stoffen, ontwikkeling van medicijnen, en op de individuele patiënt toegesneden personalised behandelingen. Naast de duidelijke biomedische relevantie van dit onderwerp sluit de ontwikkeling van menselijke en dierlijke laboratoriummodellen goed aan op de sterke maatschappelijke behoefte aan het vinden van alternatieven voor proefdieren. Organs-on-chips zijn voorbeelden van zulke laboratoriummodellen gebaseerd op de implementatie van celmateriaal in microdevices. De technologie biedt de mogelijkheid om chips te maken waarin de biochemische, mechanische, en fysische omgevingsfactoren perfect beheerst kunnen worden. Een volgende stap is om weefsels te laten groeien onder omstandigheden zoals die in het menselijk lichaam aanwezig zijn, en de weefsels te laten functioneren zoals organen in ons lichaam.
Verbindend karakter
Kweekmodellen van menselijke organen op een chip zijn zeker binnen tien jaar te ontwikkelen, vooral door de grote vooruitgang die in Nederland behaald kan worden op het vlak van stamcelbiologie, microfluïdica, nanotechnologie, materiaalkunde, 3D-printen en genetica. Voor het onderzoek zijn bronnen van humaan weefsel nodig; het vergt juridisch en ethisch onderzoek om dit in Nederland mogelijk te maken. Ook nog onvermoede toepassingen van de integratie van menselijk weefsel met elektronica en het vroegtijdig en nauwkeurig voorspellen van de ontwikkeling van ziektes roept ethische vragen op.
Synthetische biologie, inclusief het construeren van cellen of organen en de bijbehorende detectie- en analysesystemen op een chip, is als onderzoeksveld sterk in opkomst.
Het werkveld wordt genoemd onder het thema Regenerative medicine in de topsector Life Sciences and Health, en onder Chemical nanotechnology & devices, een programmalijn binnen de topsector Chemie. Het onderzoek sluit erg goed aan bij omvangrijke programma’s in de Verenigde Staten zoals BRAIN Initiative en het Human Brain Project van de Europese Unie.
