Written by 19:44 Speerpunten

Mininierbuisjes gekweekt uit weefsel van volwassen nieren en urine, te gebruiken bij gepersonaliseerde therapie.

Auteur Anna Vera Verschuur, 5e jaars geneeskunde student Universiteit Utrecht, UMC Utrecht

Wat was de onderzoeksvraag?

In dit onderzoek is er onderzocht hoe tubuloïden (kleine stukjes weefsel van de nierbuis) gekweekt kunnen worden uit urine. 

Waarom is het belangrijk?

Nu wordt er via een biopt nierweefsel verkregen voor het onderzoeken van de aanwezigheid van verschillende aandoeningen. Dit is een chirurgische ingreep en erg belastend, met name voor kinderen. Om ziekte op een minder invasieve wijze te bestuderen kunnen organoïds van zieke organen gebruikt worden, zoals mininierbuisjes, verkregen uit urine. Organoïden kunnen ook gebruikt worden om de effectiviteit van medicijnen te testen. Hierdoor zijn er minder proefdieronderzoeken nodig en kan er per patiënt getest worden deze gevoelig is voor een bepaald medicijn. Deze laatste twee toepassingen zijn echter nog toekomstmuziek.

Al eerder zijn wetenschappers erin geslaagd om mininiertjes te kweken door pluripotente stamcellen (stamcellen die nog alles kunnen worden) te differentiëren tot nierweefsel. Dit kost echter veel tijd en is ook mede hierom klinisch niet toepasbaar bij bijvoorbeeld kankerpatiënten. Het kweken van mini-orgaantjes uit volwassen stamcellen gaat een stuk sneller. In het Hubrecht wordt deze techniek al gebruikt voor o.a. het kweken van mini darmen, mini levers en mini prostaten voor het bestuderen van oncologische en infectiologische ziektes. 

Wat is er gedaan?

Het protocol voor het kweken van minidarmpjes werd aangepast en mini-nierbuisjes werden gekweekt uit volwassen nierbuisstamcellen. Met verschillende testen werd er gekeken of de DNA-structuur stabiel bleef, welk deel van het nefron er in de tubuloïden gekweekt was en werd de functionaliteit van de miniorgaantjes getest. 

Vervolgens werden met behulp van tubuloïden verschillende ziektes bestudeerd, waaronder infectiologische, oncologische en genetische ziekten. Zo werden de tubuloïden geïnfecteerd met het BK-virus en werd gekeken of het virus zich had verspreid in het tubuloïd, of deze nieuwe virusdeeltjes infectieus zijn en of het virus gevoelig bleek voor antivirale middelen. Er werden ‘tumoroïden’ gemaakt uit nierweefsel van patiënten met nefroblastoom. Om aan te tonen dat deze minitumoren dezelfde eigenschappen hebben als het nefroblastoom werden de histologische kenmerken, DNA-kenmerken en tumorspecifieke eigenschappen vergeleken met organoïden van gezond nierweefsel van dezelfde patiënt en origineel nefroblastoomweefsel. 

Daarna werden nierweefselcellen uit urine geïsoleerd en werden vervolgens hier tubuloïden van gekweekt. Ook werden er tubuloïden gekweekt uit de urine van een cystic fibrosis (CF) patiënt. Er werd gekeken of in deze tubuloïden effectief CF-behandelingen getest kon worden. 

Tenslotte werd er gekeken of cellen uit tubuloïden geschikt waren voor groei op een chip (‘organ-on-a-chip’, zodat makkelijk gepersonaliseerde geneesmiddelen tests gedaan kunnen worden. 

Wat zijn de uitkomsten?

Na het uitvoeren van bovenstaande tests werden miniweefsels gekweekt die hoofdzakelijk bestaan uit goed functionerende proximale tubuluscellen en in mindere mate uit distale tubuluscellen en cellen uit de lis van Henle. Het infecteren van tubuloïden met het BK-virus bleek succesvol en de viruspartikels geproduceerd in de kweek bleken na wassen nog infectieus. Na behandeling met Cidofovir nam het aantal virusdeeltjes af. De tumoroïden bleken dezelfde drie histologische kenmerken, dezelfde mutaties en tumorkenmerken te hebben als het nefro­blastoom, in tegenstelling tot het gezonde weefsel. 

De tubuloïden verkregen uit urine bleken dezelfde kenmerken te hebben als nierweefsel. De tubuloïden verkregen uit urine van de CF-patiënt toonde dezelfde morfologische kenmerken als bekend is bij darmorganoïden van
CF-patiënten. Behandeling met CF-therapie toonde overeenkomstige effectiviteit als in minidarmpjes. 

Tot slot bleken cellen van tubuloïden geschikt voor ‘organ-on-a-chip’-groei.

Wat betekent dit en redenen van voorzichtigheid? 

In deze studie is aangetoond dat er mininierbuisjes gekweekt kunnen worden uit urine en dat er verschillende ziektes toegevoegd kunnen worden om deze vervolgens te bestuderen en medicijnen op te testen. Het BK-virus zorgt voor verlies van 5-10% van de donornieren, maar er is weinig over bekend. Met behulp van deze geïnfecteerde tubuloïden kan er op een minder invasieve wijze makkelijker onderzoek gedaan worden. Ook in onderzoek naar nefroblastoom, zouden de tumoroïden als beter onderzoeksmateriaal kunnen fungeren dan de minder geschikte cellijnen die nu gebruikt worden. Voor CF-patiënten zou deze techniek kunnen betekenen dat er geen invasieve rectumbiopten meer nodig zijn om de effectiviteit van de therapie te testen.

Wat zijn de volgende stappen?

Het nadeel is echter dat niet alle nierziektes met deze tubuloïden onderzocht kunnen worden, omdat er nu nog geen cellen van de glomeruli gekweekt kunnen worden. Ook bestaan deze tubuloïden alleen uit epitheelcellen en niet uit interstitiële en vasculaire cellen, welke zich ook in de nier bevinden.

In volgende stappen zouden groeifactoren ontwikkeld kunnen worden die het mogelijk maken om ook cellen uit andere delen van het nefron op te kweken.

(Visited 11 times, 1 visits today)
Close