Eigen herstelkracht stimuleren kan mogelijk chronische nierschade voorkomen

Bij sepsis reageert je afweersysteem zo heftig op besmetting met een ziekteverwekker, dat je organen schade oplopen, ook de nieren. De helft van de sepsispatiënten heeft al acute nierschade op het moment dat ze het ziekenhuis binnenkomen. ''Eén op de vijf mensen met sepsis overleeft het niet'', vertelt internist-acute geneeskunde en farmacoloog prof. dr. Hjalmar Bouma van UMCG in Groningen. Van de mensen die wel overleven, heeft één op de vijf een paar jaar na de sepsis chronische nierschade. En daarmee ook: meer kans op hoge bloeddruk en sterfte door hart- en vaatziekten en nierfalen. Bouma: “We vermoeden dat kapotte energiefabriekjes in de niercellen hierbij betrokken zijn.”

Hoop leed voorkomen
Bouma heeft nu een manier bedacht om acute nierschade door sepsis te herstellen. Dat vermindert niet alleen de kans op overlijdens tijdens sepsis, maar voorkomt vermoedelijk ook dat mensen chronische nierschade ontwikkelen na het herstel van sepsis. “Als we slagen, kunnen we dus een hoop leed voorkomen.”

Eigen herstelkracht stimuleren
Wat Bouma wil doen is de energiefabriekjes in de niercellen (zogeheten mitochondriën) weer aan de praat krijgen. Sepsis zorgt er namelijk voor dat die gedwarsboomd worden, waardoor niercellen in rap tempo doodgaan. “Mensen die herstellen van sepsis zonder blijvende nierschade, slagen er zelf in de mitochondriën te herstellen. Als we uitvinden hoe, kunnen we die eigen herstelkracht mogelijk stimuleren bij de anderen.” Voor zijn idee en de innovatieve manier waarop hij dat wil doen, krijgt hij van de Nierstichting een Kolff+-beurs.

Bij sepsis minder reparatie
Het was Bouma zelf die ontdekte dat de energiefabriekjes betrokken zijn bij nierschade tijdens sepsis. “Je ziet in sepsisniercellen veel minder mitochondriën en meer kapotte mitochondriën. En in het bloed van sepsispatiënten zie je meer kapot mitochondriaal DNA.” Mitochondriën dragen hun eigen DNA bij zich, vanwege hun belangrijke werk: de cel van energie voorzien. Het is normaal dat dit DNA regelmatig schade oploopt. In gezonde mensen repareert de cel dit. Tijdens sepsis gebeurt dit minder. Bouma: “Er is een sterke relatie tussen de hoeveelheid kapot mitochondriaal DNA in het bloed, en de kans dat je overlijdt.”

Drukknop nog niet bekend
Het repareren van de energiefabriekjes in niercellen is nog nooit gedaan. Herstel van mitochondriën is namelijk een nieuw vakgebied. “Maar we weten dat je mitochondriën kunt stimuleren tot herstel. Dat is aangetoond in laboratoriumonderzoek met verschillende soorten cellen.” Alleen is de drukknop waarmee je het herstel in niercellen aanzet, niet bekend. “Waarschijnlijk zijn meerdere processen betrokken. En zijn er meerdere eiwitten die deze reguleren.” Dat zijn de drukknoppen die Bouma gaat zoeken. Ook gaat hij na met welke middelen je ze gecontroleerd kunt induwen.

Duizenden eiwitten vergelijken
Daarvoor gaat Bouma eerst kijken naar eiwitten in niercellen van muizen. En wel specifiek naar signaal-eiwitten. Die geven binnen de cel bepaalde stofjes door bijvoorbeeld, of knippen andere eiwitten en beïnvloeden zo een specifiek celproces. Bouma gaat onder meer vergelijken: hoeveel van welke signaal-eiwitten zijn er aanwezig in gezonde niercellen, in niercellen met sepsis en in niercellen die daarvan herstellen? Bouma: “Vervolgens start het monnikenwerk, want dit gaat heel veel data opleveren.” Een cel bevat namelijk altijd duizenden eiwitten. Als je een eiwit ontdekt dat minder voorkomt in niercellen die aan sepsis doodgaan maar wel in overlevende niercellen, bewijst dat nog niet dat dit eiwit ervoor zorgde dat de mitochondriën herstelden. “Slimme computerprogramma’s helpen ons uitzoeken welke eiwitten waarschijnlijk wel de drukknoppen zijn.”

Menselijke niercellen
Maar weet Bouma zeker, dat de vondsten die hij gaat doen bij  muizen, ook gelden voor mensen? Om dat te checken, gaat hij menselijke niercellen kweken, daarin sepsis opwekken en weer naar de signaaleiwitten kijken. Ziet hij dezelfde eiwitten en processen die bij muizen betrokken zijn bij sepsisherstel? Dan volgt nóg een dubbelcheck. “We kweken dan menselijke niercellen die niet meer in staat zijn die specifieke signaaleiwitten te maken. Vervolgens wekken we sepsis op. Blijft herstel van energiefabriekjes inderdaad uit? Dan hebben we de juiste drukknoppen te pakken.”

Groen licht
Daarna is het wachten op groen licht. Letterlijk. Bouma zal uit een databank middelen selecteren die vermoedelijk reageren met de signaaleiwitten die hij heeft gevonden. Die middelen gaat hij testen op gekweekte, menselijke niercellen. Dat kan geautomatiseerd, met honderden middelen tegelijk. “We passen de cellen dan zo aan, dat ze een fluorescerend licht geven als het eiwit dat de drukknop vormt voor mitochondriënherstel activeert. Gaat het aan door het middel? Dan lichten de cellen groen op.”

Snel naar mogelijke behandelingen
Aangezien niemand nog weet hoe je niermitochondriën kunt herstellen, is Bouma’s onderzoek fundamenteel. Maar het doel van dit Kolff+-onderzoek is snel een vertaalslag te maken naar mogelijke behandelingen.
“Werken aan de grenzen van kennis en die direct toepassen, is precies wat ik er leuk aan vindt”, vertelt Bouma. De ene dag werkt hij in het ziekenhuis als internist op de spoedeisende hulp , de andere staat hij in het lab en spart hij met collega-onderzoekers. “Het begint met vragen die ontstaan als ik praat met mensen die zijn getroffen door sepsis en acute nierschade. Het onderzoek zorgt voor antwoorden. Daarmee kunnen we patiënten in de toekomst weer betere zorg bieden. Dat is waar we dit voor doen.”