Showcase

Ziekte-uitbraken voorkomen met mini-luchtwegen van koe en varken

Dieren kunnen luchtwegvirussen bij zich dragen die gevaarlijk zijn voor mensen. Onderzoekers van Wageningen University & Research kweken mini-luchtwegen uit de stamcellen van koeien, varkens en andere diersoorten. Ze stellen deze organoïden bloot aan virussen of bacteriën om te zien of die een infectie veroorzaken. Door meer te weten te komen over besmettelijke virussen en bacteriën kunnen we betere behandelingen, diagnoses en vaccins ontwikkelen om grote ziekte-uitbraken te voorkomen.

Honderd jaar geleden was de wereld in de ban van een uitbraak van een griepvirus, de Spaanse griep, die waarschijnlijk via varkens op mensen is overgegaan. Nog maar twee jaar geleden waren we getuige van het begin van een soortgelijke pandemie, veroorzaakt door een ernstig en acuut ademhalingssyndroom; coronavirus - type 2. Een nieuw virus dat waarschijnlijk afkomstig is van vleermuizen. Infectiebioloog Jerry Wells benadrukt: "Vroegtijdige identificatie van en inzicht in ziekteverwekkers en de bijbehorende infectiemechanismen is belangrijk om grootschalige uitbraken van ziekten bij dieren en mensen te voorkomen. Dit soort werk berustte vroeger op studies in proefdieren, maar nu wordt ook gebruik gemaakt van complexe celsystemen."

Gedrag van bacteriën en virussen bestuderen

Microbioloog Manouk Vrieling: “We kweken mini-luchtwegorgaantjes uit de stamcellen van koeien en varkens die worden gebruikt als model om het gedrag van bacteriën en virussen te bestuderen.” Aline Fernandes vult aan: “Zo kunnen we bepalen in hoeverre de luchtwegen van deze dieren gevoelig zijn voor infecties.” Gezondheidsdiensten kunnen de uitkomsten gebruiken om specifieke ziekteverwekkers bij bepaalde diersoorten extra in de gaten te houden en daarmee mogelijk een ziekte-uitbraak of pandemie voorkomen.

De onderzoekers nemen een klein weefselmonster van de luchtwegen van een koe of een varken en kweken met behulp van een matrix gel met specifieke groeifactoren een 3D-luchtwegorganoïde van ongeveer 1 à 2 millimeter groot. Dit mini-luchtwegmodel kunnen zij gebruiken om na te gaan of een virus of bacterie de cellen binnendringt om een infectie te veroorzaken. Bovendien kunnen zij de ernst van de infectie meten door te bepalen hoe goed het virus zich in de mini-orgaantjes kan vermenigvuldigen en hoeveel cellen worden gedood.
Mini-organen kunnen helpen om bij nieuwe virussen snel te bepalen in hoeverre ze verschillende dieren of de mens ziek maken.
Manouk Vrieling

Influenzavirus bij varkens

Vrieling en haar collega’s bestuderen onder meer het varkens influenzavirus. “We weten dat bepaalde varianten van het varkens influenzavirus meer ziekteverschijnselen veroorzaken dan andere. Op dit moment testen we of we die verschillen ook in infecties van mini-organen terugzien”, legt Vrieling uit. “Experimenten met mini-organen zouden kunnen helpen om van nieuwe virussen snel te bepalen in hoeverre ze in verschillende diersoorten of in de mens ziekte kunnen veroorzaken. Hoe sneller we dit weten, hoe sneller we kunnen ingrijpen om de gezondheid van dieren en mensen te beschermen.”

Minder dierproeven

Hoewel de mini-luchtwegen al uit verschillende celtypen bestaan, willen de onderzoekers verbonden aan Complex Cell Systems de kweekcellen uiteindelijk combineren met immuuncellen voor een nog betere nabootsing van de werkelijkheid. Haar collega viroloog Nora Gerhards vult aan: ‘We willen met ons onderzoek voorop lopen in het maken van celkweekmodellen van verschillende diersoorten. Daarmee kunnen we een belangrijke bijdrage leveren aan het voorkomen van grote ziekte-uitbraken en tegelijkertijd ook het aantal dierproeven helpen verminderen. Testen die je op organoiden kunt doen, hoef je immers niet meer met dieren te doen.’