Podocytes derived from induced pluripotent stem cells: a tool to define podocytic genetic abnormalities

Leveren van bewijs dat podocyten uit stamcellen te gebruiken zijn om de functionele effecten van genetische varianten (COL4A3, COL4A4 en COL4A5) bij focale segmentale glomerulosclerose (FSGS)-patiënten te evalueren. Uiteindelijk een patiënt-specifieke behandeling voor FSGS-patiënten.

Voor een optimale behandeling van focale segmentale glomerulosclerose (FSGS, verlittekening van de nierfilters) is het van belang dat de precieze oorzaak van de nierziekte bekend is. Bij de ontwikkeling van FSGS kunnen afwijkingen in het erfelijke materiaal (DNA) een rol spelen. Deze afwijkingen kunnen leiden tot de productie van foutieve eiwitten en vervolgens tot schade en verminderd functioneren van de nierfilters. Tegenwoordig is het opsporen van afwijkingen in het DNA vrij eenvoudig. Het is mogelijk om in één onderzoek 50-100 verschillende genen te testen. Na het ontdekken van afwijkingen is het echter nodig om de functionele effecten ervan te bestuderen met bijvoorbeeld diermodellen. Vanwege de veelzijdigheid aan DNA-afwijkingen tussen patiënten is het niet mogelijk om alle verschillende afwijkingen in een diermodel te onderzoeken. Onderzoek met podocyten (specifieke cellen afkomstig uit het nierfilter) in de urine van patiënten kan een uitkomst bieden, mits het lukt om voldoende cellen uit de urine te isoleren. In dit project zullen de onderzoekers stamcellen uit het bloed isoleren en kweken. Door toepassing van speciale kweekvloeistoffen zullen zij proberen de stamcellen uit te laten groeien tot podocyten. De hypothese is dat de podocyten van FSGS-patiënten, met een bekende fout in het DNA, afwijken van de podocyten van gezonde personen. Het doel is het leveren van bewijs dat podocyten uit stamcellen geschikt zijn om de functionele effecten van bekende DNA-afwijkingen (COL4A3, COL4A4 en COL4A5) in patiënten met FSGS te evalueren. Doelstellingen: 1. Isoleren van stamcellen uit bloed van gezonde personen. 2. Differentiëren van de stamcellen in patiënt-specifieke podocyten en karakteriseren van deze podocyten (vorm, productie van eiwitten, functie). 3. Karakteriseren van podocyten in patiënten met een bekende, aangetoond mutatie en niet-aangedane familieleden (zelfde experimenten als bij doelstelling 2).

In dit onderzoek hebben de onderzoekers op verscheidene manieren getracht patiënt-specifieke nierfiltercellen te creëren om zo mutaties te kunnen bestuderen op schadelijkheid. Nierfiltercellen opgekweekt uit urine van Alportpatie¨nten bleken in een onrijpe staat te verkeren, ongeschikt om goed patiënten in het lab na te bootsen. Vanwege enkele technische beperkingen van deze uit urine opgekweekte nierfiltercellen, zoals een slecht groeivermogen en slechte rijpingscapaciteit, bleken de onderzoekers niet in staat deze te gebruiken voor het bestuderen van de schadelijkheid van mutaties in patiënten. Voor het bestuderen van de schadelijkheid van mutaties in patiënten hebben ze gebruikgemaakt van patiënt-specifieke stamcellen. Deze stamcellen hebben ze vervolgens met een speciaal, in het eigen lab uitvoerig getest en geoptimaliseerd recept ontwikkeld tot patiënt-specifieke nierfiltercellen met minder technische beperkingen van de uit urine opgekweekte nierfiltercellen. Helaas bleek de optimalisatie hiervan langer in beslag te nemen dan gehoopt vanwege de complexiteit van nierfiltercellen. Deze uit stamcel opgekweekte nierfiltercellen bleken goed te kunnen groeien, maar net zoals uit urine opgekweekte nierfiltercellen beperkt in hun rijpingscapaciteit. De onderzoekers hopen in de komende maanden de laatste hand te leggen aan een verbeterd recept van deze nierfiltercellen, zorgend voor de juiste rijping, om alsnog in staat te zijn de schadelijkheid van mutaties te kunnen bestuderen in patiënten met Alport syndroom.

Soort: Celonderzoek; fundamenteel, (niet-)klinisch
Onderwerp: Focale segmentale glomerulosclerose (FSGS), DNA-afwijkingen, podocyten, stamcellen