Welkom bij Drijfveren. Hier vertellen onderzoekers wat hen motiveert om proefdiervrije alternatieven te ontwikkelen. Dit keer is het aan Niels Harlaar, PhD-student en geneeskundestudent aan het LUMC. Niels werkt aan de ontwikkeling van nieuwe menselijke hartmodellen ter vervanging van proefdieren bij onderzoek naar hartaandoeningen.
Zo ontwikkelde hij een onuitputtelijke bron van menselijke hartspiercellen. Dit stelde hem in staat om boezemfibrilleren, de meest voorkomende hartritmestoornis, beter na te bootsen in het laboratorium dan met gebruik van proefdiermodellen. Bovendien kan de methode voor het ontwikkelen van de onuitputtelijke bron van menselijke hartspiercellen in de toekomst ook in andere onderzoeken veel proefdieren vervangen.
En daarom heeft Niels, met zijn onderzoek de Hugo van Poelgeestprijs 2022 gewonnen! De Hugo van Poelgeestprijs is de oudste Nederlandse prijs voor proefdiervrij onderzoek. Met de prijs ondersteunen we jonge wetenschappers in hun proefdiervrije onderzoek en willen we toekomstige wetenschappers motiveren om hun voorbeeld te volgen.
Meer weten over deze terechte winnaar en zijn bijzondere ontdekking? Lees snel verder!
“De Hugo van Poelgeestprijs is een enorme opsteker voor mijzelf en mijn collega’s die de afgelopen jaren keihard hebben gewerkt om dit project tot een succes te maken. Maar we zijn nog niet klaar, en deze erkenning is een mooi motivator om ons in te blijven zetten voor de ontwikkeling van nieuwe menselijke (hart)celbronnen.” – Niels Harlaar, PhD-student en geneeskundestudent aan het LUMC
Toen ik klein was wilde ik worden…
“Ik wilde vroeger altijd dokter worden, en dat is altijd zo gebleven. Daarom ben ik begonnen met de opleiding Geneeskunde. Toen ik net begon met mijn studie hoorde ik over nieuwe, technologische ontwikkelingen binnen Geneeskunde. Ik was erg onder de indruk van de nieuwe technologieën en wat daarmee bereikt kon worden. Ik wilde hier graag aan meedoen, maar ik kwam er al snel achter ik hiervoor in een laboratorium moest zijn. Ik was alleen nog nooit in een laboratorium geweest, laat staan dat ik wist hoe alles daar werkte. Gelukkig had ik een goede klik met de onderzoekers op het laboratorium voor Experimentele Cardiologie bij het LUMC, onder andere met onderzoekgroepsleider Twan de Vries. Ik heb toen eerst anderhalf jaar lang alle vrije dagen, avonden en weekenden op het lab doorgebracht om de technieken die ik nodig had onder de knie te krijgen. Daarna was ik klaar om aan de slag te gaan. En ik heb van het LUMC een studiebeurs gekregen om tegelijk als PhD in het laboratorium te werken én Geneeskunde te studeren. Een fantastische uitdaging!”
Dierlijke cellen verschillen van menselijke cellen
“In het laboratorium kon ik aan de slag met een nieuwe technologie voor het ontwikkelen van hartspiercellen in een kweekschaaltje. Deze cellen worden veel gebruikt voor de ontwikkeling van nieuwe medicijnen en behandelingen. Maar je kunt niet zomaar een stukje hart bij iemand weghalen en daarom is het lastig om hartcellen van een mens te krijgen voor onderzoek. Daarom worden er vaak dierlijke cellen gebruikt. Maar dit is niet ideaal, omdat dierlijke cellen minder lijken op die van de mens. Hierdoor komt het regelmatig voor dat nieuwe behandelingen die initieel lijken te werken in het kweekschaaltje, niet werken of zelfs schadelijk zijn in patiënten. Dit komt onder andere doordat de eigenschappen van de dierlijke cellen toch anders zijn dan in de mens. Een goed voorbeeld van de verschillen in eigenschappen tussen het hart van een mens en dier is de hartslag. Bij een mens is deze 60-100 slagen per minuut, bij een muis is dit bijvoorbeeld 500-700 slagen per minuut.
Omdat hart- en vaatziekten een grote impact hebben op de volksgezondheid is er een grote vraag naar menselijke hartspiercellen van hoge kwaliteit. Daarom hebben wij ons in ons onderzoek gericht op de ontwikkeling van een nieuwe techniek waarbij een hele kleine hoeveelheid van de schaarse menselijke cellen vermeerderd kunnen worden in het laboratorium.”
“Ik heb anderhalf jaar lang alle vrije dagen, avonden en weekenden op het lab doorgebracht om de technieken die ik nodig had onder de knie te krijgen. Daarna was ik klaar om aan de slag te gaan met mijn proefdiervrije onderzoek in het laboratorium.”
1 hartcel wordt een biljard hartcellen
“In het onderzoek hebben wij een techniek ontwikkeld, om menselijke cellen te vermeerderen. Dit hebben wij gedaan door een speciaal kankergen aan de hartspiercel toe te voegen. Dit zorgt ervoor dat de cel zich als kanker gaat gedragen, en dat betekent dat de cel zich gaat vermeerderen. Het nadeel hiervan is dat de cel hiermee ook zijn eigenschappen verliest, en zich niet meer als een hartspiercel gedraagt. Dit was natuurlijk niet de bedoeling. Om dit op te lossen hebben we aan het kankergen een soort schakelaar gekoppeld. Hiermee kunnen we dit gen aanzetten en vervolgens ook weer uitzetten.
Toen wij deze techniek op menselijke hartspiercellen gingen testen, bleek dit tot onze grote vreugde te werken. Wanneer wij na het vermeerderen het kankergen weer uitzetten, gedraagt de cel zich inderdaad niet meer als een “zieke” cel, maar weer als een normale gezonde hartspiercel. Met deze techniek hebben we een onuitputtelijke bron van menselijke hartspiercellen ontwikkeld, voor onderzoek in het laboratorium. Hiermee kunnen we 1 cel vermeerderen tot 1 biljard cellen (= 1.000.000.000.000.000 cellen), en dit is de hoeveelheid hartcellen voor 100.000 menselijke harten.”
“Het komt regelmatig voor dat nieuwe behandelingen die initieel lijken te werken in het kweekschaaltje, niet werken of zelfs schadelijk zijn in patiënten. Dit komt onder andere doordat de eigenschappen van de dierlijke cellen toch anders zijn dan in de mens.”
Proefdiervrij hartonderzoek
“Naast het ontwikkelen van deze hartspiercellen, hebben we met deze hartspiercellen ook een ziekte nagemaakt in het laboratorium. Het gaat om de ziekte boezemfibrilleren. Dit is de meest voorkomende hartritmestoornis en geeft vaak klachten zoals hartkloppingen en vermoeidheid. Ook verhoogd deze ziekte het risico op het ontwikkelen van een beroerte en hartfalen. De behandelingen voor boezemfibrilleren zijn beperkt en werken niet bij iedereen en daarom is het belangrijk om hier onderzoek naar te doen. In ons onderzoek met de vermeerderde hartspiercellen bleek dat wij een versimpelde versie van de ziekte boezemfibrilleren hiermee ontzettend goed kunnen nabootsen in een kweekschaaltje. De eigenschappen in het kweekschaaltje kwamen sterk overeen met de eigenschappen van boezemfibrilleren zoals deze in patiënten is gemeten. Een prachtige uitkomst, waarmee wij verder kunnen, om behandelingen en medicijnen te testen.”
“In het onderzoek hebben wij een techniek ontwikkeld om menselijke cellen te vermeerderen. Dit hebben wij gedaan door een speciaal kankergen aan de hartspiercel toe te voegen. Dit zorgt ervoor dat de cel zich als kanker gaat gedragen, en dat betekent dat de cel zich gaat vermeerderen. Aan het kankergen hebben we een soort schakelaar gekoppeld. Hiermee kunnen we dit gen aanzetten en vervolgens ook weer uitzetten.”
Belangrijk voor een proefdiervrije toekomst
“Door onze nieuwe techniek voor een onuitputtelijke bron van hartspiercellen kan veel hartonderzoek dat nu gedaan wordt met dierlijke hartspiercellen voorkomen worden. Dit voorkomt dierenleed, want wanneer proefdieren gebruikt worden als bron van cellen voor onderzoek in een kweekschaaltje, worden zij gedood, want hun hart wordt namelijk verwijderd. Deze techniek zorgt voor beter onderzoek voor de mens, én voorkomt proefdiergebruik als bron van hartspiercellen.
En het mooie aan deze techniek is dat het toegepast kan worden op elke soort cel. Deze techniek kan dus ook op verschillende andere celtypen uit het menselijk lichaam toegepast worden. Ons laboratorium heeft deze techniek bijvoorbeeld ook al toegepast op vetcellen en zogeheten epicard cellen (het vlies dat het hartspierweefsel omgeeft). En in de toekomst zouden we deze techniek ook op veel andere soorten cellen, bijvoorbeeld van andere organen, kunnen toepassen en dit kan een nog grotere impact hebben op de vermindering van proefdiergebruik.”
Niels inspireert ons, en wat nog belangrijker is, hij inspireert anderen. Hij bewijst dat proefdiervrije wetenschap de toekomst heeft. Bedankt Niels, dat je de tijd hebt genomen om onze vragen te beantwoorden! We wensen je het allerbeste met je prachtige werk en samen kunnen we onze impact vergroten naar een wereld zonder dierproeven.
