Visualization of Viable Renal Cells in Donor Kidneys during Normothermic Machine Perfusion

Doel

Een methode ontwikkelen om een betere inschatting te kunnen maken van de kwaliteit van donornieren. Daarvoor gebruiken de onderzoekers een zelfontwikkeld camerasysteem dat in staat is om nanopartikels te visualiseren.

Samenvatting

Er bestaat een tekort aan donornieren voor transplantatie. Om toch aan de behoefte te kunnen voldoen worden ook nieren met een verhoogd risico steeds vaker geaccepteerd. De kwaliteit van de nier is moeilijk in te schatten maar is bepalend voor de transplantatie-uitkomst. De kans bestaat dat de donornier faalt. Ook bestaat er een kans dat een afgekeurde donornier het toch goed zou hebben gedaan in de patiënt. Met een nieuwe techniek is het mogelijk om een betere inschatting te maken van de kwaliteit van de nier. Normotherme machine perfusie (NMP) wordt gebruikt om organen te perfunderen met warm bloed op lichaamstemperatuur. Deze techniek wordt vooral bij levers en longen veel toegepast. Het was oorspronkelijk vooral bedoeld als betere bewaartechniek, maar het lijkt ook mogelijk om de orgaanfunctie te testen tijdens NMP, wat voor levers en longen een goed bruikbare vitaliteitsmaat is. Bij nieren werkt dat anders. Een groot deel van de nieren heeft een vertraagd functieherstel na transplantatie van enkele dagen tot maanden, waardoor een functiemeting vlak voor transplantatie een grove onderschatting van de vitaliteit is. De functie kan immers later alsnog op gang komen. Binnen deze studie willen de onderzoekers de potentie van een donornier op een andere manier in beeld brengen. Ze hebben al een camerasysteem ontwikkeld dat in staat is om zogenaamde viability-sensors real-time te visualiseren. De sensors bestaan uit fluorescerende nano-partikels die opgenomen worden door levende cellen. De NMP-techniek en camerasystemen zijn los van elkaar getest in een aantal pilotexperimenten. De nano-partikels zijn ontwikkeld in Denemarken. De onderzoekers konden aantonen dat deze partikels goed zichtbaar waren en als viability-sensor bruikbaar zijn. In dit project zullen de onderzoekers allereerst het NMP-systeem en het camerasysteem integreren om vervolgens rattennieren met verschillende gradaties van schade in beeld te brengen. Als dit gelukt is doen ze hetzelfde met varkens nieren omdat die wat betreft functie en grootte erg lijken op mensennieren. Door de grootte van de nier is het niet mogelijk om de gehele varkensnier real-time te scannen. Een volgende stap zou dan ook zijn bij slagen van dit project om een camerasysteem te ontwikkelen dat dit wel kan. https://nierstichting.nl/nieuws/2021/01/betere-inschatting-van-donornieren/

Trefwoorden

Soort: identificatie, validatie in modelsystemen, dieronderzoek Onderwerp: donornieren, transplantatie, nanopartikels, normotherme machine perfusie

Soortgelijke projecten

Towards generation of whole kidneys from pluripotent stem cells, a novel therapeutic avenue for the treatment of chronic kidney disease

Een toenemend aantal nierpatiënten is afhankelijk van een nierfunctievervangende behandeling. De huidige behandelingen (dialyse en transplantatie) kunnen de overleving van patiënten verbeteren, maar hebben ook aanzienlijke beperkingen. Er is behoefte aan de ontwikkeling van alternatieven. Stamcellen bieden nieuwe mogelijkheden om beschadigd weefsel te vervangen en kunnen mogelijk bij nierschade voor regeneratie van de nier zorgen. Een nieuwe strategie is het opkweken van een nier vanuit stamcellen van de patiënt zelf, waardoor de kans op afstoting kleiner is. In 2007 is toonden onderzoekers aan dat het mogelijk is om pluripotente stamcellen (cellen die tot elk celtype kunnen uitgroeien) uit huidcellen te kweken. Deze cellen heten induced pluripotent stem cells (iPS). Daarnaast is er een nieuwe techniek ontwikkeld, namelijk blastocyst complementatie. Door stamcellen te injecteren in heel jonge embryo's (blastocysten) kunnen de cellen gaan bijdragen aan de ontwikkeling van het embryo. Recentelijk slaagden onderzoekers er met een combinatie van de genoemde technieken in om een werkende alvleesklier van een rat te kweken in een muizenembryo, waarin de ontwikkeling van de alvleesklier uitgeschakeld was. In het vroege embryo is er nog geen sprake van een ontwikkeld immuunsysteem waardoor het nog geen afstoting plaatsvindt van de geïnjecteerde iPS. De hypothese van deze studie is dat deze aanpak ook geschikt is voor het kweken van een nier. Vraagstelling: 1.Welk muismodel is het meest geschikt als gastheer om met behulp van iPS een nier te kweken? Ook de bloedvaten en het 'tussenweefsel' in de nier moeten kunnen aangroeien. 2.Leidt de injectie van embryonale stamcellen of iPS van een rat in een muizenembryo, waarin de ontwikkeling van de nier is uitgeschakeld, tot de ontwikkeling van werkende nieren?

Functional reprogramming of renal epithelial cells; paving the road for progression from acute kidney injury to chronic kidney disease

Acute nierschade is een veelvoorkomend probleem. Het treedt meestal op door een tijdelijke onderbreking van de doorbloeding van de nieren, door blootstelling aan nefrotoxische (voor de nieren giftige) stoffen, of als complicatie bij sepsis (bloedvergiftiging). Na een episode van acute nierschade, en met name na herhaaldelijke episodes is er een verhoogd risico op het ontstaan van chronisch nierfalen. Bij acute nierschade zijn er heftige ontstekingsreacties in de nier. Deze ontstekingsprocessen zijn cruciaal om herstel te bevorderen. Te heftige of langdurige ontstekingsreacties verminderen echter het herstel en dragen bij aan verergering van de nierschade, en verhogen daarmee het risico op progressieve nierschade. Momenteel zijn er geen goede middelen om acute nierschade en de onderliggende ontstekingsreacties te reguleren. Ontstekingsreacties bij acute nierschade kunnen worden opgewekt door cellen van het afweersysteem die het nierweefsel binnendringen, maar ook door epitheelcellen in de wand van de nierbuisjes. Beide celtypen hebben speciale receptoren die moleculen afkomstig van micro-organismen of lichaamseigen moleculen die vrijkomen na cel- of weefselschade herkennen. In vooronderzoek is aangetoond dat cellen van het aangeboren afweersysteem na blootstelling aan bepaalde stoffen herprogrammering doormaken, waardoor ze bij een tweede activatie een versterkte ontstekingsreactie opwekken. De cellen beschikken over een vorm van geheugen. Deze studies zijn wereldwijd grensverleggend geweest omdat een geheugenfunctie eerder alleen bekend was voor het verworven afweersysteem. De hypothese van dit innovatieproject is dat nierepitheelcellen op eenzelfde wijze als cellen van het aangeboren immuunsysteem herprogrammering doormaken na blootstelling aan specifieke moleculen. Door te onderzoeken hoe de herprogrammering van nierepitheelcellen verloopt is beter te begrijpen hoe herhaalde episodes van acute nierschade tot chronische nierschade kunnen leiden. Het identificeren van aangrijpingspunten kan mogelijk bijdragen aan de ontwikkeling van nieuwe middelen om ontsteking bij acute nierschade te reguleren en zodoende herstel te bevorderen. Vraagstellingen: 1. Bestuderen van de effecten van verschillende moleculen op de herprogrammering van nierepitheelcellen. 2. Ontrafelen van de signaalroutes die betrokken zijn bij de herprogrammering van nierepitheelcellen. 3. Identificeren van mogelijke aangrijpingspunten om in te grijpen op de herprogrammering van nierepitheelcellen.

A novel approach to limit BK virus propagation during immunosuppressive therapy following kidney transplantation

Niertransplantatie is de best denkbare behandeling voor patiënten met nierfalen, maar het gebruik van zware afweeronderdrukkende medicijnen is nodig om het risico op afstoting van de nier te verkleinen. Een nadeel van deze succesvolle afweeronderdrukkende medicijnen is een verhoogd risico op infecties, waaronder infectie met het BK virus (BKV). BKV geassocieerde nefropathie veroorzaakt in het eerste jaar na transplantatie bij 1-10% van de niertransplantatiepatiënten ernstige beschadiging van de nier. Er bestaat geen effectieve behandeling tegen BKV. De enige oplossing is het continu monitoren van de nierfunctie en BKV in het bloed. Als de situatie verslechtert kan het tijdig verlagen van de dosis afweeronderdrukkende medicijnen ervoor zorgen dat het afweersysteem van de patiënt beter in staat is om het virus te bestrijden. Deze strategie leidt echter vaak tot onherstelbaar verlies van de nierfunctie of afstoting van de nier. In dit project werken onderzoekers vanuit verschillende disciplines samen om een innovatieve therapie voor BKV-infecties te ontwikkelen die kan worden toegepast zonder de dosis afweeronderdrukkende medicijnen te verlagen. De hypothese is dat bepaalde chemische moleculen de cellulaire activiteit van een belangrijk BKV sleuteleiwit kunnen remmen. Het middel wordt toegediend en komt via het bloed in de epitheelcellen van de nierbuisjes terecht. Dit is de plaats waar het BKV de nier infecteert. Mogelijk kan de nieuwe therapie complexe methoden voor celspecifieke toediening overbodig maken. In laboratoriumexperimenten zullen de onderzoekers de effectiviteit van dit nieuwe concept onderzoeken en mogelijk een optimaal molecuul identificeren. Op termijn kan deze kennis de basis vormen van een nieuwe therapie om BKV-infecties te bestrijden. Vraagstelling: 1.Bepalen van de genetische kenmerken van de regio van het BKV-sleuteleiwit dat betrokken is bij de vorming van nieuwe BKV-deeltjes (urine van BKV-positieve patiënten). 2.Ontwikkelen van moleculen die aangrijpen op de regio zoals gedefinieerd in doelstelling 1. 3.Identificeren van een optimaal molecuul uit de moleculen die ontwikkeld zijn in doelstelling 2 om de vorming van nieuwe BKV-deeltjes te verminderen. 4.Screenen van een kandidaat molecuul in een modelsysteem.

Bekijk alle projecten