RECORD KID: RECellularizing,ORgan Donors for KIDney bioengineering

Het oplossen van problemen die verdere ontwikkeling van een kunstmatig gekweekte nier met behulp van scaffolds en niercellen in de weg staan. Uiteindelijk komen tot een model dat geschikt is voor toekomstige toepassing in mensen.

Recente doorbraken in het wetenschappelijke veld hebben de mogelijkheid om een nier op maat te maken een flinke stap dichter bij de werkelijkheid gebracht. Het was al bekend dat het mogelijk is om cellen uit een rattennier te verwijderen, waardoor er alleen steunweefsel overblijft (een zogenaamde scaffold). Door deze vervolgens opnieuw te bekleden met niercellen afkomstig uit embryologisch weefsel kan een min of meer functionerende nier ontstaan. De hypothese is dat een soortgelijke werkwijze ook geschikt is om een kunstmatige menselijke nier te ontwikkelen. Sinds kort zijn alle losse onderdelen om deze vertaalslag te maken en een menselijke nier buiten het lichaam op te bouwen binnen de onderzoeksgroep voorhanden. Deze losse onderdelen zijn: een humane scaffold, de mogelijkheid om cellen van de patiënt zelf te gebruiken om de scaffold opnieuw te bekleden en een apparaat om de bekleding van de scaffold te realiseren. Het creëren van een functionerende nier is echter complexer dan het eenvoudigweg samenbrengen van de verschillende onderdelen. Dit onderzoek grijpt in op de huidige problemen die verdere ontwikkeling van een kunstmatig gekweekte nier in de weg staan. De uitkomsten van dit onderzoek zullen de klinische toepassing van de nier op maat een flinke stap dichterbij brengen. Vraagstelling: 1. Op basis van chemische structuren in de scaffold criteria opstellen voor veilige toepassing in de mens. 2.Technieken ontwikkelen om de juiste cellen afkomstig van de patiënt in voldoende aantallen te kweken voor het bekleden van de scaffold. 3.Het apparaat voor het bekleden van de scaffold verder doorontwikkelen om implantatie van de juiste cellen op de juiste plek mogelijk te maken

Binnen dit project is onderzocht of het mogelijk is een stap dichterbij te komen bij het maken van een nier op maat, door het bestuderen van de volgende drie aspecten:
1. Chemische structuren in de scaffold: de scaffold van een humane nier werd vergeleken met de scaffolds van andere organen. Hieruit is gebleken dat de scaffolds onderling verschillen. Voor het bekleden van de nier scaffold met endotheelcellen die de bloedvaten vormen – het endotheel is een bedekkend eencellig laagje aaneengesloten cellen aan de binnenkant van bijvoorbeeld bloedvaten of hart – is gebleken dat bepaalde factoren (heparaan sulfaten) belangrijk zijn voor het goed functioneren van de scaffold.
2. Ontwikkelen van technieken om de juiste cellen in voldoende aantallen te kweken: het is de onderzoekers gelukt om, uit bijvoorbeeld huidcellen, alle celtypen die aanwezig zijn in een nier op te kweken. De onderzoekers kunnen endotheelcellen in grote hoeveelheden kweken en deze succesvol toepassen op de scaffold. Alle andere cellen in de nier kunnen worden opgekweekt in de vorm van een zogenaamd organoïde (mini-orgaantjes, die verschillende celtypes bevatten). Kweken van grotere hoeveelheden van deze organoïden is mogelijk gebleken. Een uitdaging die de onderzoekers hebben ondervonden is dat het lastig is om vervolgens deze organoïden te dissociëren naar individuele cellen, benodigd om de scaffold te beladen. Er is extra onderzoek nodig om deze uitdaging verder uit te werken.
3. Verder ontwikkelen van het apparaat voor het bekleden van de scaffold: de onderzoekers hebben aangetoond dat ze een nier scaffold kunnen beladen met endotheelcellen. Er wordt zodanig een vaatstelsel gevormd dat zich hecht aan de scaffold. Dit vaatstelsel kan in de orgaankweekkamers in leven worden gehouden. Middels het rondcirculeren van bloed in het systeem is de functionaliteit van dit nieuwgevormde vaatstelsel aangetoond.
Met dit project kwamen de onderzoekers dus een klein stapje dichterbij het ontwikkelen van een nier op maat. Een nier scaffold voorzien van een vaatstelsel is gelukt. Voor het laden van alle in de nier aanwezige cellen is verder onderzoek nodig.

Soort: Cellijnen, dierlijk en menselijk materiaal; fundamenteel, klinisch, niet-toegepast
Onderwerp: Regeneratie, decellularisering, bioengineering, scaffold, iPS cellen