Hoogleraar Ton Rabelink onderzoekt geheimen achter herstelvermogen beschadigde nieren
&w=710&h=710)
Wereldwijd hebben zo'n 850 miljoen mensen een vorm van nierschade, waardoor de nieren het bloed niet meer goed kunnen filteren. Een deel van die mensen ontwikkelt uiteindelijk chronisch nierfalen, wat betekent dat de nieren nooit meer zullen herstellen. Vaak komt dat doordat er nieuwe, acute nierschade bovenop de nierschade komt die ze al hebben. Dit kan bijvoorbeeld komen door een infectie of een operatie.
Niertransplantatie is dan de enige oplossing om patiënten beter te maken, maar er is een groot tekort aan donororganen. De enige andere oplossing is om het bloed met een machine te filteren: nierdialyse. Helaas geneest deze behandeling, waarbij afvalstoffen in het bloed en het te veel aan vocht kunstmatig worden weggespoeld, de nieren niet en zijn er veel bijwerkingen van de behandeling. Bovendien is dialyse erg duur."
Rabelink: "Er is heel veel te winnen in het stadium vóór chronische nierschade: als er sprake is van acute nierschade. Mensen hebben dan wel nierschade, maar nog niet blijvend. Dit is het moment om in te grijpen, namelijk door ervoor te zorgen dat de nierschade vertraagd wordt of tot stilstand komt."
[Het artikel gaat door onder het blok]
Dit zijn de verschillen tussen acute en chronische nierschade
Motorblok waarop een cel draait
Nieren filteren per dag de afvalstoffen uit zo'n 130 liter bloed. Tegelijk geven ze de goede stoffen terug aan het lichaam. Wat er op weefselniveau allemaal in die niercellen gebeurt, is dus heel complex en gespecialiseerd. Hier hebben de nieren veel energie voor nodig, die ze krijgen door gebruik te maken van het proces genaamd stofwisseling. Die stofwisseling, ook wel metabolisme genoemd, is het geheel van alle chemische processen in ons lichaam die voedsel omzetten in energie en bouwstoffen. Dit proces is nodig zodat cellen kunnen groeien, herstellen en goed blijven functioneren.
In dat onderzoek was een belangrijke rol weggelegd voor de zogeheten citroenzuurcyclus, het motorblok waarop een cel draait. In dit specifieke deel van het metabolisme worden alle bouwstenen gemaakt, waaruit een cel energie haalt. Deze energie is onder andere nodig om beschadigd nierweefsel te herstellen. Werkt de cyclus niet goed, dan hebben de cellen niet genoeg energie om het weefsel te repareren, wat het herstel van het nierweefsel moeilijker maakt.
Houdbaarheid donornieren vergroten
Die nieuwe kennis van de citroenzuurcyclus gebruikten LUMC-onderzoekers recent voor een nieuwe methode om donornieren langer buiten het lichaam in leven te houden. Namelijk door de nieren te doorspoelen met de nodige bouwstenen om ervoor te zorgen dat de citroenzuurcyclus 'normaal' gaat lopen.
Deze doorspoeling, perfusie genaamd, verbetert de conditie van donornieren die anders afgekeurd zouden worden. Het is ook een manier om de donorpool te vergroten. De nieuwe perfusiemethode werkt zo goed, dat de houdbaarheid van donornieren is vergroot van 20 uur naar 4 dagen. Nieuwe kennis over de rol van het metabolisme in niercellen kan gebruikt worden om die tijd nog verder te verlengen.
Dieper de cel in
In de nieuwe studie waarvoor Rabelink en zijn team een ERC-beurs hebben gekregen, zullen zij nog dieper de cel 'induiken'. De onderzoekers willen beter begrijpen wat in de niercellen allemaal gebeurt bij acute nierschade. "Specifiek willen we kijken welke brandstoffen niercellen eigenlijk gebruiken na acute nierschade. Zijn dat suikers, vetten of aminozuren bijvoorbeeld? En hoe verschilt dit tussen succesvol en mislukt herstel? We willen heel systematisch onderzoeken wat de gevolgen zijn als het metabolisme niet goed werkt. Ook willen we weten wat de invloed van die schade en veranderingen in het metabolisme is op het DNA en het RNA. Zo hopen we erachter te komen aan welke knoppen van de stofwisseling we moeten draaien voor succesvol herstel", zegt Rabelink. Uiteindelijk moet al die nieuwe kennis hopelijk leiden tot nieuwe behandelingen om acute nierschade te herstellen en chronische nierziekte te voorkomen.
'In een kweekschaaltje mis je een heleboel context'
Om de geheimen achter het metabolisme in de niercellen te doorgronden, maken de onderzoekers gebruik van hoogstaande technieken in het LUMC. Een daarvan is massaspectrometrie, een techniek om weefsels op moleculair niveau te ontrafelen. Massaspectometrie gebeurt met een massaspectrometer, een machine ter grootte van een ijskast waar flinterdunne plakjes (coupes) nierweefsel in worden gestopt. Dat levert een moleculaire 'landkaart' of 'vingerafdruk' op van weefsels en cellen. De wetenschappers kunnen zo heel precies zien welk stukje cel of weefsel waar verantwoordelijk voor is. Ook verwachten ze te zien hoe cellen zich tot elkaar verhouden, of zoals Rabelink het zegt "met elkaar praten", op het gebied van metabolisme. "Iets wat je niet kunt zien in een kweekschaaltje, daarin mis je een heleboel context."
'Alle bouwstenen liggen nu op tafel'
Het werken met een massaspectrometer en de terabytes aan data die dat oplevert, betekent ook dat er veel expertise nodig is om de studie uit te voeren. Zo werkt Rabelink samen met collega's van het Center for Proteomics and Metabolomics (CPM), een onderzoeksfaciliteit in het LUMC waar techniek en biologie samenkomen. Om de grote hoeveelheid data te verwerken en begrijpelijk te maken, zijn ook bio-informatici van de afdeling humane genetica betrokken. De aanwezigheid van die hoogwaardige technologie en de aanwezigheid van al die verschillende expertise (multidisciplinair) was ook een van de voorwaarden om de ERC Advanced Grant te krijgen.
Voor het onderzoek is vijf jaar uitgetrokken. Volgens Rabelink moet het in dat tijdbestek lukken om de geheimen achter het metabolisme en de citroenzuurcyclus tijdens nierherstel te ontrafelen. "De afgelopen jaren hebben we al veel werk verricht. Alle bouwstenen liggen nu op tafel; we moeten ze nu alleen in elkaar lego'en."