Imec : 'Mini-organen op chip'

Imec, 's werelds toonaangevende onderzoeks- en innovatiehub op het vlak van nano-elektronica en digitale technologie, stelt vandaag 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 zeer 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 zeer veel geld gekost.

Om het proces van medicijnontwikkeling efficiënter te maken en te versnellen is er een kritische 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 16 gebieden waarin cellen gekweekt worden op een complex patroon van in totaal 16.384 microstructuren. "We groeien eigenlijk bijvoorbeeld 16 kleine hartjes op een chip, waardoor we het effect van medicijnen in een biologisch relevante context kunnen testen.

Dit 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."

Imec's chip kan worden verpakt in een speciale celcultuurplaat waardoor de 16 gebieden elk apart gebruikt kunnen worden. Dit werd gerealiseerd in samenwerking met het Nederlandse bedrijf Micronit Microtechnologies.

"Het is de eerste chip waarin 16 verschillende experimenten in parallel uitgevoerd kunnen worden, of – met andere woorden – 16 verschillende medicijnsamenstellingen in parallel geanalyseerd kunnen worden," legt Veerle Reumers uit. "Dit betekent dat de doorlooptijd van een experiment veel korter wordt. Tegelijkertijd biedt het instrument een zeer hoge resolutie.

Elk van de 1.024 elektrodes in een holte kan zowel extracellulair als intracellulaire signalen meten en cellen stimuleren. Onze chip biedt dus de volledige toolset voor het screenen van het effect van medicijnen op cellen, weefsels en organen."

De unieke verpakking van imec's MEA-chip werd ontwikkeld samen met Micronit Microtechnologies binnen het project InforMed, gefund door de ECSEL Joint-undertaking (ECSEL2014-2-662155 ).

Over imec

Imec is 's werelds toonaangevende onderzoeks- en innovatiehub op het vlak van nano-elektronica en digitale technologie. De combinatie van onze voortrekkersrol in microchiptechnologie en onze software- en ICT-expertise maakt ons uniek. Imec beschikt over een unieke infrastructuur en een lokaal en internationaal ecosysteem van partners in diverse sectoren.

Samen werken we aan baanbrekende innovatie in toepassingsdomeinen zoals gezondheidszorg, slimme steden en mobiliteit, logistiek en Industrie 4.0, energie en onderwijs.

Imec is een vertrouwde partner van bedrijven, start-ups en universiteiten, en brengt meer dan 4.000 topwetenschappers uit meer dan 85 landen samen. Imec heeft zijn hoofdzetel in Leuven en R&D-groepen die verspreid zijn over een aantal Vlaamse universiteiten, in Nederland, Taiwan, de VS, China, en kantoren in India en Japan. In 2017 bedroegen de bedrijfsopbrengsten van imec 546 miljoen euro. Meer informatie op www.imec-int.com.

Imec is a registered trademark for the activities of IMEC International (a legal entity set up under Belgian law as a "stichting van openbaar nut"), imec Belgium (IMEC vzw supported by the Flemish Government), imec the Netherlands (Stichting IMEC Nederland, part of Holst Centre which is supported by the Dutch Government), imec Taiwan (IMEC Taiwan Co.) and imec China (IMEC Microelectronics (Shanghai) Co. Ltd.) and imec India (Imec India Private Limited), imec Florida (IMEC USA nanoelectronics design center).