Nierorganoïden geven toegang tot kennis over de aanleg van nefronen

Een deel van de kinderen die geboren worden met een aangeboren nierafwijking hebben minder nefronen (nierfilters) dan gebruikelijk is. Tijdens het leven vermindert het aantal nefronen als gevolg van geleidelijk verlies. Dat is normaal geen probleem, de meeste mensen kunnen er hun hele leven mee vooruit, maar deze patiëntjes niet. Ze komen al vroeg in het leven bij een kritieke grens en hebben dan niet genoeg nefronen meer om gezond te kunnen leven. Celbioloog en onderzoeker Martin Hoogduijn en kindernefroloog Jaap Mulder, beiden verbonden aan het Erasmus MC, willen met hun onderzoek beter begrijpen hoe nefronen worden aangelegd.

Het recent ontwikkelde nierorganoïdemodel biedt kansen om hier onderzoek naar te doen. Met stamcellen van patiënten en stamcellen van gezonde mensen gaan de onderzoekers nierorganoïden (mini-niertjes) kweken om daarin het aantal nefronen te tellen. Het probleem wordt als het ware in het lab nagebouwd.

De onderzoekers maken gebruik van een nieuwe techniek waarmee ze de organoïden in 3D kunnen bekijken. Voorheen waren alleen 2D doorsnedes mogelijk, maar één zo’n doorsnede hoeft niet representatief te zijn voor de gehele organoïde. Nu kunnen ze de organoïde heel laten en met bepaalde technieken transparant maken, zodat ze het aantal nefronen in de gehele nierorganoïde kunnen bepalen.

De onderzoekers gaan ook organoïden kweken waarin ze stamcellen van een patiënt mengen met die van een gezond persoon. Er zit namelijk veel variatie tussen organoïden omdat het kweekprotocol ingewikkeld is en door veel experimentele factoren beïnvloed kan worden. In de gemengde organoïde zijn alle condities hetzelfde, dus kunnen de onderzoekers eerlijk vergelijken of de stamcellen van de patiënt inderdaad minder goed in staat zijn om nefronen te maken.

‘Stel dat we honderd nefronen meten in nierorganoïden van gezonde mensen maar vijftig in organoïden van nierpatiënten, dan hebben we mooi model te pakken. Waarom zit er maar de helft van het aantal nefronen in? Hoe ontwikkelen de nefronen zich?’

Uiteindelijk hopen de onderzoekers te een manier te vinden om stamcellen te stimuleren meer nefronen te maken. Maar dat zal nog niet op korte termijn gebeuren. ‘Het is een moeilijk probleem om te bestuderen. We willen eerst het ziektebeeld terugzien, en vervolgens begrijpen waarom patiënten geboren worden met een verminderd aantal nefronen. Dat leidt tot aangrijpingspunten om medicijnen te ontwikkelen, want tot nu toe weten we niet op welke punten medicijnen aan moeten grijpen.’