Weefsels kweken, tumoren bestrijden: het Accardo-lab
Dit lab van de Technische Universiteit Delft boekt vooruitgang in het onderzoek naar hersenweefselkweek.
Published on September 4, 2025
© Delft University of Technology
Mauro verruilde Sardinië voor Eindhoven en volgt als GREEN+ expert de energietransitie. Hij vertelt data-gedreven verhalen en maakt series over duurzaamheid.
“Passie, geduld en doorzettingsvermogen zijn de belangrijkste vaardigheden die nodig zijn om in mijn lab te werken”, zegt professor Angelo Accardo. De wetenschapper is hoofd van een lab op de afdeling Precision and Microsystems Engineering (PME) van de faculteit Werktuigbouwkunde van de Technische Universiteit Delft (TU Delft). Deze drie eigenschappen zijn essentieel voor onderzoek doen naar het meest fascinerende en mysterieuze deel van het menselijk lichaam: de hersenen.
Het Accardo-lab is gespecialiseerd in het creëren van zogenaamde kunstmatige scaffolds. Dit zijn micro-omgevingen waarin menselijk weefsel kan groeien, net zoals in de natuur. Door zo'n omgeving te analyseren, kunnen onderzoekers een beter inzicht krijgen in hoe hersencellen functioneren. Zo ontstaan er nieuwe mogelijkheden voor de behandeling van ziekten.
Een baanbrekende behandeling van hersenkanker
Een van de projecten van het lab, samen met het LUMC en het Holland Proton Therapy Center, onderzoekt hoe protontherapie kan worden gebruikt bij de behandeling van glioblastoom. Dit is de meest dodelijke vorm van hersenkanker en ontstaat in astrocyten, een type gliacellen in de hersenen en het ruggenmerg. De tumorcellen vermenigvuldigen zich en verspreiden zich naar andere delen van het zenuwstelsel. Net als andere gliacellen spelen astrocyten een cruciale rol in zenuwcellen.
Protontherapie is een veelbelovende therapie voor de behandeling van glioblastoom, omdat kankercellen gericht worden getroffen. Deze techniek vermindert ook de nevenschade aan gezond weefsel in vergelijking met conventionele röntgenstraling, een van de meest gebruikte behandelingsopties op dit moment.Het laboratorium van Accardo maakt 3D-modellen die lijken op de netwerken waarin hersenkankercellen zich in het lichaam groeperen en vermenigvuldigen. Daarna worden deze modellen behandeld met protontherapie om te zien hoe het weefsel op de straling reageert.
Ze gebruiken daarbij de zogenaamde twee-fotonpolymerisatie (2PP)-techniek, waarbij laserstralen worden gebruikt om vloeibare biomaterialen te stollen. “Door middel van de laserstraal kunnen we 3D-microstructuren creëren met een resolutie die oploopt tot 200 nanometer, ongeveer 1000 keer dunner dan de diameter van een menselijke haar”, legt Accardo uit.
Deze kunstmatige modellen blijken dicht bij de natuurlijke modellen te liggen. Ze presteren ook aanzienlijk beter dan in-vitromodellen: structuren die op een plat laboratoriumglaasje worden gerepliceerd. “We hebben gezien dat de DNA-schade die protontherapie aan onze 3D-modellen veroorzaakt, kleiner is dan bij de 2D-modellen”, benadrukt Accardo. “Dit is wat we hoopten. Eerdere studies naar echte hersentumoren lieten hetzelfde zien. We hopen ze in de toekomst te kunnen gebruiken als benchmarkinstrument voor patiënten.”
Het verband tussen autisme en een zeldzame genetische ziekte
Een tiental mensen, waaronder promovendi, postdocs en masterstudenten, maken deel uit van het Accardo-lab. Onder hen bevindt zich Azza Jacobs, een masterstudent biomedische technologie. Zij ontwikkelde gemanipuleerde celmicro-omgevingen in het kader van een groter project over hersenorganoïden, autismespectrumstoornissen en het mogelijke genetische verband met tubereuze sclerose complex (TSC). TSC is een zeldzame genetische aandoening die niet-kwaadaardige tumoren of laesies in de hersenen en andere delen van het lichaam veroorzaakt.Eerder onderzoek laat zien dat mensen met een autismespectrumstoornis vaak ook TSC hebben. Daarom kan TSC een vroege aanwijzing zijn om autisme te herkennen, nog voordat de symptomen zichtbaar worden.
Maar hersenweefsel weghalen bij een kind is een heel zware operatie. "Wat we in plaats daarvan doen, is gebruikmaken van geïnduceerde pluripotente stamcellen, die worden verkregen uit huidcellen van patiënten. Vervolgens kweken we deze in gemanipuleerde scaffolds om ze te laten uitgroeien tot hersenorganoïden", legt Jacobs uit. Organoïden zijn structuren die zijn afgeleid van weefselkweek. De conventionele scaffoldvrije groei van deze weefselkweek is echter vaak ongecontroleerd en varieert van batch tot batch. Bovendien klonteren de binnenste delen van deze structuren vaak samen, waardoor ze uiteindelijk afsterven.
Als oplossing voor deze problemen gebruikt Jacobs micro-digitale lichtverwerking (µ-DLP), een andere 3D-printtechniek, om scaffolds te creëren waarin deze culturen op een gecontroleerde manier kunnen groeien. Deze poreuze hydrogelstructuren bootsen de mechanische eigenschappen van hersenweefsel na. “Op deze manier kunnen de cellen gemakkelijk in de scaffold groeien, zich vermenigvuldigen en het gedrag van menselijke hersencellen simuleren”, aldus Jacobs.
Het kweken van zowel gezonde als door TSC aangetaste hersencellen duurt enkele weken. Het doel is om hun gedrag, morfologie en genexpressie te bestuderen, om uiteindelijk de weg vrij te maken voor mogelijke behandelingsopties. Dit project werd uitgevoerd in samenwerking met het Amsterdam University Medical Center.
Botweefselkweek
Het Accardo-lab richt zich ook op de kweek van botweefsel. Botweefsel is veel stijver dan hersenweefsel: wel een miljoen keer stijver. Ook op dit gebied ontbreekt het niet aan ambitie.
“We werken samen met de afdeling Biomechanische Techniek aan het ontwerpen van metabiomaterialen voor botweefsel. Scaffolds met deze eigenschappen kunnen direct beïnvloeden hoe botcellen zich gedragen. Dat is belangrijk voor toekomstig gebruik als implantaten, zoals bij een totale heupvervanging, omdat het contact tussen het lichaam en het implantaat goed moet zijn om infecties te voorkomen,” legt de professor uit.
Patiënten helpen
De drie P’s bepalen duidelijk de sfeer in de onderzoeksgroep. Accardo is trots op het werk van zijn team en op de constante stroom aan ideeën en projecten. Uiteindelijk draait alles om één doel: de resultaten beschikbaar maken voor de mensen die ze het hardst nodig hebben – de patiënten.
“Mijn droom is dat we over tien jaar onze aanpak voor de behandeling van glioblastoom kunnen gebruiken om minimaal invasieve biopsieën uit te voeren in de tumor van een patiënt. “We nemen die cellen af, kweken ze in ons laboratorium, kijken welke dosis protontherapie het beste werkt, en gebruiken dat als richtlijn om meteen bij de patiënt toe te passen,” besluit hij.