Betere hemodialyse door kunstnier die ook tubulus kan imiteren

In een gezonde nier zorgen de glomeruli – ook wel nierfilters genoemd – voor de zuivering van het bloed, door giftige stoffen uit het bloed te zeven. Maar, als gifstoffen gebonden zijn aan grote eiwitten die niet door de zeef passen, kunnen de glomeruli ze niet uit het bloed verwijderen. Gelukkig worden deze stoffen dan alsnog verwijderd door de tubuli; nierbuisjes die actief eiwitgebonden afvalproducten uit het bloed transporten naar de (voor)urine én nuttige stoffen uit de gefilterde vloeistof (de voorurine) juist weer opnemen in het bloed.

Wanneer de nieren niet goed meer werken is dialysebehandeling nodig om het bloed te zuiveren. Helaas kunnen de huidige hemodialyseapparaten alléén de zeeffunctie van de glomeruli nabootsen en niet de functies van de tubuli. Daardoor worden eiwitgebonden gifstoffen nauwelijks verwijderd en stapelen ze in de patiënt, ondanks intensieve dialysebehandeling, legt Gerritsen uit. ‘Op dit moment kunnen we met dialyse afvalstoffen die zijn gebonden aan eiwitten slecht verwijderen, namelijk maar 1-2 procent van de hoeveelheid eiwitgebonden afvalstoffen die gezonde nieren verwijderen. Dit is veel minder dan de hoeveelheid afvalstoffen die vrij in het bloed voorkomen; daarvan kunnen we met dialyse 10-15 procent verwijderen ten opzichte van gezonde nieren. Het gevolg is dat schadelijke eiwitgebonden afvalstoffen zich ophopen in het lichaam en het hart, de bloedvaten, het zenuwstelsel en de toch al slecht werkende nieren (verder) aantasten.’

Daarnaast verdwijnen door hemodialyse ook nuttige stoffen uit het bloed, zoals aminozuren, de bouwstenen voor eiwitten. ‘In een gezonde nier zouden de tubuli deze stoffen weer in het lichaam opnemen, maar met de huidige dialysemachines kan dat dus niet. Erg zonde, want meer dan twee derde van de dialysepatiënten heeft een tekort aan eiwit. Dit noemen we ‘protein energy wasting’, een vorm van ondervoeding.’

De verschillende tekortkomingen van de huidige dialyseapparatuur dragen bij aan ernstige gezondheidsproblemen, een lage kwaliteit van leven en hoge sterfte. Gerritsen en haar collega’s willen daarom een zogenaamde bioartificiële kunstnier (BAK) ontwikkelen die óók de werking van de tubuli kan nabootsen – naast de zeeffunctie van de glomeruli die al (deels) vervangen wordt met standaard dialyse.

Het project is nog maar net begonnen, maar eerder is het UMC Utrecht samen met de Universiteiten van Utrecht, Twente en Maastricht al gelukt om op kleine schaal echt werkende kunsttubuli te ontwikkelen in het laboratorium. ‘Het doel van dit nieuwe project is om deze techniek verder te verfijnen. In verschillende stappen zullen we grotere en sterkere kunsttubuli maken die we uit kunnen testen bij ratten met slecht werkende nieren. Verder zullen we als laatste onderdeel van het project een kosten-batenanalyse maken van de kunsttubuli. Pas na het einde van het project kan de technologie ook bij mensen worden getest,’ aldus Gerritsen.

Afhankelijk van de resultaten van de kosten-batenanalyse kan de BAK worden gebruikt bij alle hemodialysepatiënten, denkt Gerritsen. ‘In eerste instantie om buiten het lichaam te koppelen aan een dialyseapparaat, zodat het apparaat het bloed beter kan zuiveren, en in een later stadium mogelijk ook in een implanteerbare kunstnier. Zo hopen we voor patiënten de gezondheid en de kwaliteit van leven te verbeteren.’

BAK2theFuture is deels gefinancierd door NWO. Dr. Karin Gerritsen ontvangt van de Nierstichting een subsidie van €100.000,- vanuit het PIONIER+ programma voor dit project dat 5 jaar loopt.