Imec realiseert doorbraak voor efficiƫnte ontwikkeling nieuwe medicijnen

Onderzoeks- en innovatie-hub op het vlak van nano-elektronica en digitale technologie, imec, stelt een chip voor waarop cellen gekweekt kunnen worden tot menselijke orgaanstructuren, zoals het hart of hersenweefsel. De chip, die kan gebruikt worden om nieuwe medicijnen in vitro te testen, telt meer dan 16.000 elektrodes die heel nauwkeurig signalen binnenin cellen en tussen cellen kunnen uitlezen en de cellen chemisch of elektrisch kunnen stimuleren. De combinatie van de hoge nauwkeurigheid van de metingen en de snelle doorlooptijd van de testen, maken dat deze chip een game changer kan zijn die de ontwikkeling van nieuwe medicijnen enorm kan versnellen.

Jaarlijks worden er een handvol nieuwe medicijnen gelanceerd. Maar in hun schaduw zijn er tienduizenden kandidaat-medicijnen die de markt niet halen. Desondanks heeft ook hun ontwikkelingstraject jaren geduurd en heel veel geld gekost. Om het proces van medicijnontwikkeling efficiënter te maken en te versnellen, is er een kritieke nood aan instrumenten die zeer gedetailleerd en in parallel het effect van verschillende chemische samenstellingen op cellen en weefsels of organen kunnen testen.

Imec’s chip bestaat uit een matrix van zestien gebieden waarin cellen gekweekt worden op een complex patroon van in totaal 16.384 micro-structuren.

“We groeien eigenlijk bijvoorbeeld zestien kleine hartjes op een chip, waardoor we het effect van medicijnen in een biologisch relevante context kunnen testen. Dat is het dichtst bij een echt hart dat we kunnen komen zonder proefdieren te gebruiken”, legt Veerle Reumers, projectleider bij imec, uit. “Voeg daarbij de significant snellere doorlooptijd en de zeer hoge resolutie en het wordt duidelijk dat imec’s chip een nieuwe generatie van instrumenten voor medicijn-screening inluidt,” wordt daaraan toegevoegd.

Imec’s chip kan worden verpakt in een speciale celcultuurplaat waardoor de zestien gebieden elk apart kunnen worden gebruikt. Dat werd gerealiseerd in samenwerking met het Nederlandse bedrijf Micronit Microtechnologies. Het is de eerste chip waarin zestien verschillende experimenten in parallel kunnen worden uitgevoerd of - met andere woorden - zestien verschillende medicijnsamenstellingen in parallel kunnen worden geanalyseerd. Dat betekent dat de doorlooptijd van een experiment veel korter wordt.

Tegelijk biedt het instrument een zeer hoge resolutie. Elk van de 1.024 elektrodes in een holte kan zowel extra-cellulair als intra-cellulaire signalen meten en cellen stimuleren. De chip biedt derhalve de volledige toolset voor het screenen van het effect van medicijnen op cellen, weefsels en organen.