Disease Modelling and Evaluation of Nephronophthisis Patient-Derived induced Pluripotent Stem Cell (iPSC) lines

Aanbieden van instrumenten en vooronderzoek naar de mogelijkheden van stamcellen (geïnduceerde pluripotente stamcellen, iPSC) voor mogelijke gentherapie bij nefronoftise. Uiteindelijk remmen van verergering van de ziekte, lokale ondersteuning van weefsel, en herstel.

Recente vooruitgang in stamcelonderzoek heeft geleid tot een doorbraak, waarbij normale cellen uit de huid of urine van een patiënt kunnen worden "gereprogrammeerd" tot stamcellen (geïnduceerde pluripotente stamcellen, iPSC). Onderzoekers kunnen deze stamcellen van patiënten vervolgens laten uitgroeien tot nieuwe zenuw- of levercellen. Het proces om de stamcellen te laten uitgroeien tot functionele niercellen is nog niet perfect, omdat de technologie nog relatief nieuw is.

In dit project zullen de onderzoekers stamcellen maken uit huid- en urinecellen van patiënten met de erfelijke nierziekte nefronoftise. Nefronoftise is één van de meest voorkomende genetische oorzaken van nierfalen bij kinderen. Verschijnselen kunnen onder andere zijn: veel drinken en veel plassen, groeiachterstand en chronische bloedarmoede. Bij nefronoftise neemt de nierfunctie af omdat er littekenvorming van het nierweefsel optreedt. Er is op dit moment geen behandeling voor de ziekte, omdat de ziektemechanismen nog niet volledig bekend zijn. Binnen dit innovatieproject willen de onderzoekers onder andere stamcellen inzetten om de ziektemechanismen van nefronoftise beter te kunnen begrijpen.

Bij een gedeelte van de patiënten met nefronoftise ligt de oorzaak van de ziekte in veranderingen binnen een aantal bekende nefronoftise genen (erfelijk materiaal). De verwachting is dat het op termijn mogelijk is om de veranderingen te corrigeren door het correcte gen in de stamcellen in te brengen. Daarnaast zijn de stamcellen van patiënten mogelijk te gebruiken om de effectiviteit van nieuwe medicijnen voor nefronoftise te testen. De benaderingen stellen de patiënt centraal, en hebben als uiteindelijke doel om een gentherapie bij nefronoftise te ontwikkelen.

Vraagstellingen:
1.Ontwikkelen van 'primary cells' (cellen die direct vanuit de patiënt komen) met behulp van niercellen uit urine. (Patiënten met nefronoftise)
2.Ontwikkelen en karakteriseren van stamcellen vanuit huid- en urinecellen. (Patiënten met nefronoftise)
3.Herstellen van veranderingen in nefronoftise genen door het correcte gen in stamcellen in te brengen. (Stamcellen voortkomend uit patienten met nefronoftise)
4.Uitvoeren van een screening van 640 kandidaatstoffen om fibrosevorming te beïnvloeden. ('Primary cells' en stamcellen voortkomend uit patiënten met nefronoftise)

In dit project is een niet-invasieve methode ontwikkeld om niercellen ('primary cells') uit urine te isoleren. Om de genetische ontstaansmechanismen van nefronoftise te bepalen hebben de onderzoekers cellen geïsoleerd uit de urine van drie patiënten met nefronoftise en drie gezonde kinderen. Bij de patiënten was er sprake van veranderingen in bekende nefronoftise-genen. Het bleek mogelijk te zijn om de cellen van de patiënten te onderscheiden van die van gezonde personen.

Daarnaast is het de onderzoekers gelukt om huid- en urinecellen van patiënten met nefronoftise te reprogrammeren tot stamcellen. Na het toevoegen van een gezond gen in de stamcellen waren deze weer in staat om gezonde cilia (trilhaartjes op de nierbuisjes) te vormen. De afwijkingen in de architectuur van de nierbuisjes herstelde echter niet.

Tenslotte zijn zowel de 'primary cells' afkomstig uit urine als de stamcellen gebruikt om 640 kandidaatstoffen te screenen op de mogelijkheid om fibrosevorming te beïnvloeden. In eerste instantie leken er bij één patiënt 19 geschikte stoffen te zijn. Echter, de onderzoekers zijn er niet in geslaagd om deze stoffen te valideren in twee andere patiënten.

Concluderend, het project heeft nieuwe bronnen van patiëntencellen opgeleverd als model voor nefronoftise. Er zijn inmiddels vervolgprojecten gestart om de nieuwe methoden en hypothesen door te ontwikkelen.

Soort: Cellijnen; Fundamenteel/toegepast, niet-klinisch
Onderwerp: Nefronoftise, stamcellen, urinecellen, regeneratie