'Gehumaniseerde' muizen - een nieuwe manier om de bijwerkingen van nieuwe medicijnen te bestuderen voordat ze klinische onderzoeken uitvoeren

Ondanks het feit dat muizen heel vaak worden gebruikt in biomedisch onderzoek, is er weinig hulp bij het testen van nieuwe medicijnen. De reden hiervoor is dat de lever van een muis anders reageert op geneesmiddelen in vergelijking met de lever van mensen. Dit maakt het moeilijk om te voorspellen of het potentiële medicijn dat wordt getest giftig zal zijn bij de mens. Dientengevolge kunnen schadelijke geneesmiddelen gemakkelijk hun weg vinden naar klinische proeven, zelfs voordat de wetenschappers hun potentiële risico's daadwerkelijk ontdekken.
Om dit probleem op te lossen, kwam Alice Chen, een afgestudeerde student van MIT-Harvard Division of Health Sciences and Technology (HST) met een oplossing. Ze creëerde "gehumaniseerde" muizenlevers, door menselijke leverweefsels erin te laten groeien, waarvan werd vastgesteld dat ze op dezelfde manier reageren als een menselijke lever.
Zoals beschreven in de Proceedings van de National Academy of Sciences (PNAS) in de week van 11 juli kan de gehumaniseerde muis ook worden gebruikt om de respons van de lever tegen enkele infectieziekten, zoals malaria en hepatitis, te onderzoeken.
Chen zei:

"Wat voor onderzoekers spannend is, is dit idee, dat als we deze muizen met menselijke levers kunnen maken, we in feite een hele hoop mensachtige patiënten kunnen creëren om schermen voor de ontwikkeling van geneesmiddelen te maken, of om ... nieuwe therapieën te ontwikkelen."

Een van de grootste uitdagingen waarmee Chen geconfronteerd werd tijdens het creëren van de gehumaniseerde muizenlevers was dat de menselijke levercellen na verwijdering uit het lichaam hun functie onmiddellijk zouden kunnen verliezen.
Een ander probleem waar de onderzoekers tegenaan lopen, is dat ze alleen muizen met zeer lage immuniteit kunnen gebruiken voor het maken van gehumaniseerde muizenlevers. Dit probleem heeft het potentieel om hun vereiste voor de bestudering van de immuunrespons tegen enkele infectieuze organismen zoals het hepatitis C-virus te beperken, evenals geneesmiddelen die worden gebruikt om deze organismen te doden. Chen zegt dat het kweken van muizen met gecompromitteerd immuunsysteem een ??tijdrovend proces is, omdat het maanden duurt om een ??enkele muis te maken met de vereiste kenmerken.
Om deze uitdagingen te overwinnen, werd een weefselsteiger ontwikkeld door Chen en Bhatia die de voedingsstoffen en ondersteunende cellen bevatten die nodig zijn voor het behoud van de levercellen kort nadat ze uit het lichaam zijn gehaald. De afmeting, vorm en textuur van de weefselsteiger lijkt op een contactlens en kan direct met gemak in de buikholte van muizen worden geïmplanteerd.
De onderzoekers kunnen deze weefselsteiger in maximaal 50 muizen per dag implanteren en het geïmplanteerde leverweefsel zou gewoonlijk tot één week duren om zichzelf met de muizen te integreren. De gel die het skelet vormt, fungeert als een gedeeltelijke barrière en voorkomt afstoting van het implantaat door het immuunsysteem van de muis.
In de PNAS papier, de wetenschappers konden aantonen dat medicijnen gemakkelijk het geïmplanteerde menselijke leverweefsel bereiken, omdat het naadloos mengt met het circulatiesysteem van de muis. Het zorgt er ook voor dat de eiwitten die door de lever worden aangemaakt in de bloedbaan terechtkomen. (Hoewel muizen hun eigen levers behouden, hebben de onderzoekers een techniek ontwikkeld om de responsen van de lever van muizen op die van het menselijke leverweefsel te differentiëren.)
Om de functie van de gehumaniseerde lever te testen, kreeg het team medicijnen toegediend, zoals Coumarin en Debrisoquine in de gehumaniseerde lever, en ontdekte dat de muizen, net als menselijke levers, ze in bijproducten braken.
Een onderzoek wordt nu uitgevoerd door Chen en haar collega-onderzoekers om beter te begrijpen hoe de gehumaniseerde levers reageren op andere geneesmiddelen waarvan de afbraakproducten al bekend zijn. Dit zal ook de basis vormen om de effecten van ongeteste medicijnen te begrijpen.

Chen zegt:

"Het idee dat u een gehumaniseerde muis kunt nemen en deze metabolieten kunt identificeren voordat u naar klinische onderzoeken gaat, is potentieel zeer waardevol."

Ze proberen ook de implantaten zo klein mogelijk te maken, zodat er honderden of zelfs duizenden in één muis kunnen worden geïmplanteerd. Als ze erin slagen dit te bereiken, zou het ontwikkelingsproces van geneesmiddelen efficiënter worden - ze zouden ook minder muizen nodig hebben voor hun studie, voegde Chen eraan toe.
Geschreven door Anne Hudsmith