Modelling nephron endowment in multi-hybrid human kidney organoids

Modeleren van verminderde menselijke nefrogenese met behulp van nierorganoïden en testen van preventieve en therapeutische interventiestrategieën om de nefrogenese te behouden, te herstellen en/of te versterken.

Creativity grant. Hoe goed nieren hun werk kunnen doen, wordt bepaald door het aantal nierfiltertjes, oftewel nefronen, dat wordt aangelegd tijdens de nierontwikkeling. Gaandeweg het leven gaan nefronen geleidelijk verloren. Wanneer het aantal nefronen onder een kritische grens komt, is nierfunctievervangende therapie nodig. De meeste mensen zullen deze grens nooit bereiken, maar mensen die met een laag aantal nefronen geboren worden, bereiken deze grens soms al op jonge leeftijd.

Het doel van ons onderzoek is beter te begrijpen hoe nefronen aangelegd worden. Dit is nodig voor het ontwikkelen van behandelingen die nefronenaanleg kunnen stimuleren of behouden. In recente jaren zijn er methoden ontwikkeld om de ontwikkeling van de menselijke nier in het laboratorium te onderzoeken middels uit stamcellen gemaakte mini-organen, organoïden genoemd. Nierorganoïden lijken sterk op embryonaal/foetaal nierweefsel, dat volop in ontwikkeling is, en zijn daarom een aantrekkelijk model om nefronenaanleg te bestuderen. Een ander voordeel is dat er gebruikgemaakt kan worden van stamcellen van patiënten. Het gebruik van organoïden voor onderzoek behelst echter nog grote uitdagingen, omdat huidige organoïdprotocollen sterk wisselende uitkomsten hebben. De methoden om organoïden te maken en methoden om ze te analyseren moeten verbeteren worden, zodat op een betrouwbare manier de nefronenaanleg gemeten kan worden.

In dit project gebruiken de onderzoekers een nieuwe methode om organoïden te maken die stamcellen bevatten van zowel meerdere gezonde mensen als patiënten met aangeboren nierafwijkingen en dus onder exact dezelfde condities gekweekt worden. Ze hebben dan ‘gelijke kansen’ om uit te groeien tot nefronen. Vervolgens brengen ze de nefronen in de organoïden gedetailleerd in beeld en tellen ze deze. De onderzoekers kunnen namelijk met innovatieve technieken de organoïden transparant maken. Na aankleuring van nefronen kunnen ze met krachtige microscopen 3D-beelden maken. DNA-profielen van individuele cellen in de organoïden worden gebruikt om de bijdrage van de gezonde stamcellen en die van patiënten te vergelijken.

humane biomaterialen, stamcellen, mini-organen, organoïden, nierfilters, nierontwikkeling, nefronenaanleg, 3D-beelden, DNA profielen