Metabolic salvage strategies to improve transplant outcome

Opzetten van een menselijk celsysteem om te onderzoeken of het mogelijk is om donornieren op andere manieren van energie te voorzien en/of schade aan de mitochondriën te beperken door deze tijdelijk uit te zetten of te beschermen. Het uiteindelijke doel is schade aan getransplanteerde nieren te minimaliseren waardoor deze nieren langer kunnen functioneren.

In de periode vóór een transplantatie is de donornier geruime tijd zonder zuurstof. Tijdens de transplantatie wordt de bloedvoorziening hersteld en krijgt de nier weer zuurstof. Opvallend is dat herstel van de bloedvoorziening bij een deel van de donornieren leidt tot beschadiging van de nier (ischemie-reperfusie schade) en een vertraagd herstel. Het later op gang komen van een donornier is van invloed op de uiteindelijke functie en levensduur van het orgaan. Er is nog geen behandeling die ischemie-reperfusie schade bij mensen kan voorkomen of beperken, omdat de oorzaak van de schade nog niet volledig duidelijk is.

De onderzoeksgroep heeft eerder aangetoond dat ernstige schade aan de energiecentrales in de cellen (mitochondria) van de donornier kan leiden tot IR-schade. Dit veroorzaakt een situatie vergelijkbaar met plotselinge stroomuitval en heeft tot gevolg dat de processen die de cel in leven houden vrijwel tot stilstand komen. Als de 'stroomuitval' te lang duurt treedt ernstige schade aan de donornier op.

In dit project zullen de onderzoekers nagaan of het mogelijk is om een donornier op andere manieren van energie te voorzien (meer noodstroom inzetten) en/of het mogelijk is om de schade aan de mitochondria te beperken door deze tijdelijk uit te zetten of te beschermen. De hypothese is dat de nieuwe strategieën geschikt zijn om schade aan getransplanteerde nieren te minimaliseren, waardoor deze beter en langer kunnen functioneren. Daarnaast is de verwachting dat de behandelingen ertoe zullen leiden dat een deel van de nieren die op dit moment niet voor transplantatie geschikt worden geacht, toch te transplanteren zijn. Het uiteindelijke doel is een bijdrage leveren aan het verminderen van het orgaantekort en de wachtlijst te verkleinen.

De onderzoekers hebben een toolkit van 27 reporter-niercellijnen (en controles) opgezet. De cellen zijn uitgerust met een paneel van (fluorescerende) biosensoren. Met live beeldvorming technieken is het hierdoor mogelijk om middels “live-cell imaging” snelle veranderingen in de metabole processen van de cel te volgen.

Een onverwachte uitdaging in het onderzoek was het feit dat gekweekte cellen een afwijkend metabolisme hebben en niet afhankelijk zijn van de mitochondriën voor de energievoorziening. De cellen bleken niet te reageren op een farmacologische blokkade van de cellulaire ademhaling. Het waargenomen fenomeen wordt in de literatuur aangeduid als het “Crabtree effect”. Bij dit effect veranderd het metabolisme van de cellijnen / cellen in kweek naar aerobe glycolyse, ten opzichte van normale cellen die glucose metaboliseren via de oxidatieve fosforylering. In de literatuur worden verschillende strategieën om dit fenomeen om te keren beschreven. Helaas leidde geen van de beschreven strategieën tot een situatie die overeenkomt met de normale fysiologie. Dit leidde er toe er toe dat de onderzoekers het project niet konden afronden binnen de geplande tijd.

Soort: Onderzoek met cellijnen; fundamenteel/toegepast, niet-klinisch
Onderwerp: Transplantatie, ischemie-reperfusieschade, mitochondria, metabolisme