- Bioprinting komt in een stroomversnelling
- De nieuwe technologie moet voor iedereen beschikbaar komen
- Startups bundelen hun krachten en verleggen grenzen
- Wetenschappers boeken gestaag vooruitgang
Het 3D-printen van menselijke organen klinkt in eerste instantie misschien als sciencefiction, maar dankzij nieuwe ontwikkelingen in bioprinttechnologie is dit misschien wel sneller mogelijk dan we dachten. De waarde van de wereldwijde bioprinting-markt zal in 2025 naar verwachting €2,1 miljard bedragen. Deze groei wordt vooral veroorzaakt door cosmetica- en farmaceutische bedrijven die steeds minder op dieren testen en zich richten op alternatieven als gebioprinte menselijke huid. Maar het belangrijkste doel van bioprinting is het produceren van volledig functionerende menselijke organen. Wanneer dit eenmaal mogelijk is, kunnen alleen in de VS al 114.154 mensen die wachten op een orgaantransplantatie gered worden. Helaas is het nu nog zo dat er in de VA elke dag 20 mensen sterven omdat hun donororgaan te laat komt.
Tot voor kort bleek het oplossen van dit probleem een nogal ongrijpbaar doel. De bestaande technologie was gewoonweg niet in staat om de bloedvatensystemen te printen die essentieel zijn voor de groei en het overleven van weefsel. Bovendien was er minder dan twee jaar geleden geen gestandaardiseerde bio-inkt voor 3D-printers. Voor veel van deze uitdagingen vinden veelbelovende startups als Cellink en Prellis Biologics nu oplossingen. De snelle groei van deze bedrijven laat zien dat zowel investeerders als klanten reikhalzend uitkijken naar een doorbraak in deze sector.
Bioprinting komt in een stroomversnelling
De opkomst van bioprinting kan gedeeltelijk worden toegeschreven aan het besluit van de EU om dierproeven voor cosmetica in 2013 te verbieden. In plaats van de effecten van nieuwe schoonheidsproducten op dieren te testen, doen veel producenten en hun leveranciers het nu op een bioprinthuid. Zo werkte L’Oréal samen met de Amerikaanse startup Organovo, een van de bioprinting-pioniers, om manieren te bedenken om goedkopere huid te produceren om de publieke bezorgdheid over dierenmishandeling in te dammen. Ook de Franse startup Poietis lanceerde een gebioprint model van menselijke huid met de naam Poieskin. Hiermee kunnen klanten “cosmetische ingrediënten en eindproducten” analyseren.
Het farmaceutisch testen van nieuwe geneesmiddelen wordt ook steeds vaker gedaan met gebruik van gebioprinte weefsels die lijken op die in organen zoals het hart of de lever. Wetenschappers gebruiken dit weefsel om bepaalde chemische componenten te injecteren en reacties te observeren. Hierdoor wordt er niet alleen minder op dieren getest, het biedt wetenschappers ook een beter inzicht in hoe het menselijk lichaam op een bepaald medicijn kan reageren. En wat transplantaties betreft, voorspelt Bruno Brisson, mede-oprichter van Poietis, dat de huid binnen drie tot vijf jaar het eerste 3D-geprinte orgaan is dat voor transplantatiedoeleinden gebruikt zal worden.
De nieuwe technologie moet voor iedereen beschikbaar komen
Ondertussen is de Zweedse startup Cellink een samenwerking aangegaan met het Franse med-techbedrijf CTIBiotech. De bedrijven willen replica’s van tumoren printen om nieuwe medische behandelingen te testen. Cellink levert de 3D-printers en de bio-inkt. De CEO van Cellink, Erik Gatenholm, legt uit: “Als we de bio-inkt mengen met de kankercellen van de patient, kunnen we zien hoe een tumor groeit en hoe deze op verschillende behandelingen zou reageren. Het is een zeer relevant en realistisch onderzoeksmodel”. Cellink produceert ook neuzen, oren en huid voor het testen van medicijnen en cosmetica, maar de grootste bijdrage aan bioprinting ligt in de standaardisatie van bio-inkt.
Nog maar twee jaar geleden moesten veel onderzoekers over de hele wereld voor het printen van menselijk weefsel hun eigen bio-inkt produceren. Dat was duur, tijdrovend en vertraagde de ontwikkelingen in bioprinttechnologie. Gatenholm zag hier een zakelijke kans en ontwikkelde diverse soorten bio-inkt die kunnen worden gebruikt om botten, huid, spieren en een aantal andere soorten cellen te creëren. Bovendien ontwikkelde hij betaalbare 3D-printers, waarvan sommige minder dan $5000 kosten. Het bedrijf, dat in 2016 werd opgericht, was in 2017 al winstgevend en ging zelfs naar de beurs. En dat is nog maar het begin. De samenwerking met Prellis Biologics, een Amerikaans bedrijf voor menselijke tissue engineering, opent de deur voor nieuwe en opwindende projecten.
Startups bundelen hun krachten en verleggen grenzen
Bestaande bioprinting-technologie beperkt wetenschappers tot “het printen van weefsel dat niet dikker is dan een dollarbiljet”. Dat is handig voor het testen van cosmetica en medicijnen, maar niet voor het printen van volledig functionele organen. De belangrijkste reden is dat 3D-printers niet in staat zijn om kleine en zeer complexe bloedvatsystemen te produceren. Deze bestaan namelijk uit vele soorten aders en slagaders die bloed afleveren en afvalstoffen afvoeren – functies die essentieel zijn voor de groei en dikte van menselijk weefsel.
De door Cellink en Prellis Biologics ontwikkelde Holograph-X Bioprinter is een mogelijke oplossing voor deze uitdaging. Het systeem maakt gebruik van Prellis Biologics’ eigen 3D-laserprinttechnologie waarmee “fijne haarvaten geproduceerd worden voor de levering van voedingsstoffen aan cellen en waarmee constructies geprint worden die de celgroei en transformatie naar 3D-weefsel ondersteunen”. Met andere woorden, de printer kan dik en complex weefsel produceren waarmee functionele organen gecreëerd kunnen worden. Cellink is in dit project verantwoordelijk voor het “ontwerp van het systeem, de ontwikkeling van de gebruikersinterface en de verkoop van het systeem, de inkt en de verbruiksartikelen”. De prijs van de Holograph-X Bioprinter, die in 2019 op de markt zal komen, is maar liefst $1,2 miljoen. Maar als het apparaat zijn belofte nakomt, is het deze prijs natuurlijk dubbel en dwars waard.
Wetenschappers boeken gestaag vooruitgang
Bioprinting is baanbrekende technologie die je haast niet kunt bevatten en die vrijwel onmogelijk lijkt. Toch boeken wetenschappers gestaag vooruitgang, van huid voor de cosmetica-industrie tot kankerweefsel voor het testen van medicijnen. En met nieuwe technologieën die mogelijk zelfs kleine haarvaatjes kunnen printen, lijken 3D-geprinte menselijke organen steeds minder op een verre toekomst en steeds meer op iets dat binnenkort wellicht echt haalbaar is.
