iCELL: Convergence in a dish
Geïndividualiseerde cellulaire modellen om ziekte-diversiteit en behandelrespons beter te begrijpen
Iedere persoon is biologisch uniek. Verschillen in genetica, omgeving en leefstijl beïnvloeden waarom sommige mensen ziek worden, hoe ziekten zich ontwikkelen en waarom individuen verschillend reageren op behandelingen. Veel bestaande ziektemodellen brengen deze diversiteit echter onvoldoende in kaart, wat de ontwikkeling van preciezere en meer gepersonaliseerde zorg benadert.
Het modelleren van menselijke ziekten is sterk veranderd door de ontwikkeling van geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSC’s): stamcellen die worden gemaakt uit lichaamscellen, zoals huid- of bloedcellen, en die in het laboratorium kunnen uitgroeien tot verschillende typen menselijke cellen. Waar veel bestaande iPSC-studies gebaseerd zijn op relatief kleine aantallen donoren, bieden recente technologische ontwikkelingen nu mogelijkheden voor grootschalige populatiegebaseerde cellulaire modellering. Centraal binnen iCELL (Individualized CELLular models) staat de ontwikkeling van “Village-in-a-Dish”-technologie: cellulaire modellen waarin cellen van veel verschillende individuen gezamenlijk worden bestudeerd onder dezelfde gecontroleerde laboratoriumomstandigheden. Hierdoor kunnen onderzoekers beter begrijpen waarom cellen verschillend reageren op ziekteprocessen, omgevingsfactoren of behandelingen.
Binnen het Convergence Health & Technology Flagship iCELL combineren onderzoekers van Erasmus MC, TU Delft en Erasmus Universiteit Rotterdam expertise op het gebied van geneeskunde, engineering, kunstmatige intelligentie en computationele biologie om te onderzoeken hoe toekomstige precisiegeneeskunde schaalbaarder en relevanter kan worden voor de zorgpraktijk.
Waar het iCELL Flagship aan werkt
iCELL ontwikkelt grootschalige cellulaire modellen om biologische diversiteit binnen populaties beter te begrijpen. Het Flagship combineert stamcelbiologie, geavanceerde imaging, biomaterialen, machine learning en computationele modellering om te onderzoeken hoe cellen verschillend reageren op ziekteprocessen en therapieën.
Onderzoekers gebruiken “Village-in-a-Dish”-benaderingen waarbij cellen van veel verschillende individuen gezamenlijk worden gekweekt en geanalyseerd onder gestandaardiseerde laboratoriumomstandigheden. Dit maakt het mogelijk om biologische variatie systematischer en efficiënter te onderzoeken dan met traditionele modellen gebaseerd op één donor. Het huidige onderzoek richt zich op proof-of-concept toepassingen rond DNA-schadeherstel en fibrose, biologische processen die betrokken zijn bij ziekten zoals kanker, neurodegeneratieve aandoeningen en weefseldegeneratie. Naast technologische ontwikkeling onderzoekt het Flagship ook mogelijke toepassingen in de gezondheidszorg, maatschappelijke relevantie en toekomstige implementatieroutes via interdisciplinaire samenwerking, co-creatie en health innovation activiteiten.
Uitgelicht verhaal
Een dorp in een petrischaaltje om diversiteit te begrijpen
 |
Waarom reageren sommige mensen anders op dezelfde ziekte of behandeling? En hoe kunnen cellulaire technologieën ons helpen die verschillen beter te begrijpen? In dit uitgelichte interview legt prof. Joyce van Meurs uit hoe iCELL “Village-in-a-Dish”-technologie ontwikkelt om biologische diversiteit binnen populaties te bestuderen met behulp van stamcellen van veel verschillende individuen tegelijk. Het verhaal geeft inzicht in de wetenschappelijke visie achter het Flagship, de interdisciplinaire samenwerking tussen Erasmus MC, TU Delft en Erasmus Universiteit Rotterdam, en de bredere ambitie om bij te dragen aan toekomstige precisiegeneeskunde. Lees het interview. |
Innovatie highlights
Village-in-a-Dish-technologie
iCELL ontwikkelt cellulaire kweeksystemen waarin stamcellen van veel verschillende individuen gezamenlijk onder identieke laboratoriumomstandigheden kunnen worden bestudeerd. Hierdoor kunnen onderzoekers biologische diversiteit binnen populaties op grotere schaal en onder meer gecontroleerde omstandigheden onderzoeken.
Single-cell imaging en moleculaire profilering
Het Flagship combineert geavanceerde imaging-, single-cell sequencing- en proteomics-technologieën om cellulair gedrag en moleculaire reacties op hoge resolutie te analyseren.
Biomimetische cellulaire omgevingen
Onderzoekers ontwikkelen laboratoriumomgevingen die natuurlijke weefselomstandigheden beter nabootsen, inclusief mechanische en biochemische eigenschappen die relevant zijn voor processen zoals fibrose en weefselherstel.
Computationele modellering en AI
Machine learning en game-theoretische modelleringsmethoden worden gebruikt om complexe cellulaire data te analyseren en verbanden te onderzoeken tussen genetica, cellulair gedrag en gevoeligheid voor ziekten.
Co-creatie en implementatieroutes
Het Flagship integreert health technology assessment, ethiek en stakeholderbetrokkenheid vroeg in het ontwikkelproces om toekomstige toepassingen in de zorg en implementatievraagstukken te verkennen.
Flagship Nieuws: iCELL
Beleids- en maatschappelijke impact
iCELL draagt bij aan bredere ontwikkelingen binnen precisiegeneeskunde en gepersonaliseerde zorg door technologieën te ontwikkelen die onderzoekers helpen biologische diversiteit tussen individuen beter te begrijpen. Mogelijke toekomstige toepassingen zijn onder andere verbeterde ziektemodellen, voorspelling van behandelrespons en ondersteuning van geneesmiddelenontwikkeling.
Daarnaast adresseert het Flagship bredere maatschappelijke vraagstukken rond verantwoorde innovatie, inclusiviteit en toekomstige implementatie in de zorg. Door samenwerking tussen biomedische onderzoekers, ingenieurs, ethici en gezondheidseconomen onderzoekt iCELL hoe opkomende technologieën verantwoord ontwikkeld kunnen worden, met aandacht voor maatschappelijke relevantie en haalbaarheid.
Partners & ecosysteem
iCELL brengt onderzoekers van Erasmus MC, TU Delft en Erasmus Universiteit Rotterdam samen uit vakgebieden zoals stamcelbiologie, genetica, imaging, biomaterialen, kunstmatige intelligentie, computationele biologie, ethiek en health economics. Het Flagship is daarnaast verbonden aan bredere nationale en internationale onderzoeksinfrastructuren en externe partners, waaronder zorgpartijen, technologiepartners en organisaties zoals TNO en MIMETAS.
Onderwijs & talentontwikkeling
Onderwijs en interdisciplinaire talentontwikkeling zijn geïntegreerd in het volledige Flagship. iCELL ondersteunt bachelor-, master- en PhD-projecten, interdisciplinaire begeleiding en convergence-georiënteerde onderwijsactiviteiten binnen Erasmus MC, TU Delft en Erasmus Universiteit Rotterdam. Daarnaast draagt het Flagship bij aan interdisciplinaire leeromgevingen op gebieden zoals nanobiologie, biomedical engineering en health innovation.
Vooruitblik
In de komende jaren wil iCELL zijn cellulaire modelleringsplatform verder ontwikkelen en verfijnen, en bredere translationele en onderzoeksapplicaties verkennen. Het Flagship blijft bouwen aan interdisciplinaire samenwerkingen, versterkt zijn onderzoeksecosysteem en onderzoekt hoe populatiebrede cellulaire technologieën kunnen bijdragen aan toekomstige zorginnovatie en precisiegeneeskunde.
De langetermijnambitie is om een schaalbaar platform te creëren dat onderzoekers ondersteunt bij het bestuderen van ziekte-diversiteit, behandelrespons en toekomstige toepassingen binnen gepersonaliseerde geneeskunde en geneesmiddelenontwikkeling.
