Nieuwe stap richting biokunstnier die dialyse kan vervangen
Wat als mensen met nierfalen in de toekomst niet meer afhankelijk zijn van dialyse? Onder leiding van het UMC Utrecht is een nieuw onderzoeksprogramma gestart naar een biokunstnier. Onderzoekers willen innovatieve bloedfilters combineren met levende niercellen om de werking van een echte nier beter na te bootsen. Uiteindelijk moet dit onderzoek bijdragen aan een implanteerbare biokunstnier die dialyse kan vervangen.
Voor mensen met nierfalen is dialyse vaak van levensbelang. Maar de behandeling neemt slechts een beperkt deel van de nierfunctie over en heeft grote gevolgen voor het dagelijks leven. Patiënten zijn meerdere keren per week urenlang bezig met hun behandeling.
Daarom werken onderzoekers aan nieuwe manieren om nierfuncties beter over te nemen en de behandeling voor patiënten te verbeteren. Met het nieuwe onderzoeksprogramma BioHybrid Kidney Crossing Borders (XB) wordt daarin een volgende stap gezet. Het programma is deze maand onder leiding van het UMC Utrecht officieel gestart.
Levende niercellen maken het verschil
Het bijzondere aan een biokunstnier is de combinatie van technologie en levende menselijke cellen. Juist die cellen moeten ervoor zorgen dat de biokunstnier meer functies van een gezonde nier kan overnemen dan de huidige dialyse.
“Waar een dialysemachine werkt met een kunstnier die afvalstoffen uit het bloed filtert met behulp van een dialysemembraan en dialysevloeistof, bevat een biokunstnier óók levende niercellen”, zegt Karin Gerritsen, internist-nefroloog bij het UMC Utrecht. “Die kunnen helpen om water en nuttige stoffen terug te winnen uit het filtraat, afvalstoffen nog beter te verwijderen en de behandeling dichter bij de werking van een echte nier te brengen.”
“Om het bloed voldoende te zuiveren, moeten we een flink aantal liters per dag filteren. Daarbij moeten water en nuttige stoffen worden teruggewonnen, anders zou het lichaam te veel vocht, mineralen en aminozuren verliezen. De levende niercellen kunnen deze stoffen, net als in een normale nier, terugwinnen.”
De cellen zijn daarmee belangrijk om uiteindelijk een systeem te ontwikkelen dat volledig in het lichaam functioneert. Daarnaast zijn eiwitgebonden afvalstoffen met standaard dialyse moeilijk te verwijderen. De niercellen kunnen dit juist heel efficiënt. Met levende niercellen zou de biokunstnier daardoor mogelijk ook een betere bloedzuivering kunnen bereiken.
Van draagbare kunstnier naar biokunstnier
De ontwikkeling van de biokunstnier staat niet op zichzelf. In het UMC Utrecht testen patiënten sinds begin dit jaar de NeoKidney, een draagbare kunstnier voor mensen met ernstig nierfalen. Het compacte dialyseapparaat is bedoeld voor gebruik thuis en op reis. De NeoKidney moet dialyse flexibeler en patiëntvriendelijker maken, maar blijft een vorm van dialyse. De biokunstnier gaat een stap verder: het uiteindelijke doel is een apparaat dat continu in het lichaam kan functioneren en dialyse kan vervangen.
“De biokunstnier vormt daarmee een belangrijke schakel tussen de dialyse van nu en de verre droom om een falende nier ooit volledig te kunnen herstellen of vervangen”, zegt Gerritsen. “Daarvoor zijn nog veel wetenschappelijke en technologische doorbraken nodig, maar iedere stap brengt die toekomst dichterbij.”
Lees ook: Patiënten testen voor het eerst een draagbare kunstnier thuis
UMC Utrecht leidt het onderzoek
Binnen BioHybrid Kidney XB werken onderzoekers van het UMC Utrecht samen met de Universiteit Utrecht, Universiteit Twente en imec, verschillende medtechbedrijven, RegMed XB en de Nierstichting. Het programma wordt mogelijk gemaakt door de Nierstichting en Health~Holland.
Het UMC Utrecht leidt de uitvoering van het onderzoeksprogramma. Jeroen Vollenbroek, assistent professor bij het UMC Utrecht, coördineert het programma. “De uitdaging is om het bloedfilter, de levende niercellen en alle andere onderdelen uiteindelijk samen te brengen in één apparaat dat veilig en goed functioneert. Daarvoor hebben we de expertise van alle partners nodig.”
UMC Utrecht brengt expertise in op het gebied van bloedfilters, microfluidica en de integratie van het filter- en celgedeelte: het ontwerp van het complete apparaat. Ook is er veel kennis over hoe materialen veilig in contact kunnen komen met bloed en worden in Utrecht onderdelen van het apparaat getest. Vanuit de kennis van de nierfysiologie – wat moet een biokunstnier allemaal kunnen om functies van een gezonde nier over te nemen? – heeft UMC Utrecht daarnaast de rol van medical lead binnen het programma.
Nog veel onderzoek nodig
Een implanteerbare biokunstnier is er niet van vandaag op morgen. Er zijn nog verschillende wetenschappelijke en technologische doorbraken nodig voordat deze bij patiënten kan worden toegepast. Een belangrijke uitdaging is bijvoorbeeld dat de technologie en de levende niercellen langdurig en veilig samen in het menselijk lichaam moeten kunnen functioneren.
Toch is het perspectief groot. De ambitie op lange termijn is om mensen met ernstig nierfalen veel minder – of uiteindelijk helemaal niet meer – afhankelijk te laten zijn van dialyse.
Podcast BNR
In het kader van de Week van de Nieren (13 t/m 20 september) besteedde Podcast BNR aandacht aan BioHybrid Kidney Crossing Borders. Luister de podcast Nederlandse onderzoekers werken aan implanteerbare kunstnier van gekweekte niercellen met Karin Gerritsen en Jasper Boomker van de Nierstichting.
Veelgestelde vragen
Wat is een biokunstnier?
Een biokunstnier combineert bloedfilters met levende niercellen om verschillende functies van een echte nier na te bootsen. De niercellen kunnen onder andere water en nuttige stoffen terugwinnen en bepaalde afvalstoffen verwijderen die met standaard dialyse moeilijk uit het bloed te halen zijn.
Wat is het verschil tussen de NeoKidney en de biokunstnier?
De NeoKidney is een draagbare kunstnier waarmee patiënten thuis en op reis kunnen dialyseren en wordt momenteel bij patiënten getest. De biokunstnier bevindt zich in een eerdere onderzoeksfase en moet uiteindelijk meer functies van een echte nier overnemen.
Kan een biokunstnier dialyse vervangen?
Dat is uiteindelijk het doel. Maar zover is het nog lang niet. Er zijn nog veel wetenschappelijke en technologische stappen nodig voordat een biokunstnier bij patiënten kan worden toegepast.
Wanneer kunnen patiënten een biokunstnier krijgen?
De ontwikkeling van de biokunstnier bevindt zich nog in de onderzoeksfase. Het is daarom nog niet te zeggen wanneer deze beschikbaar kan komen voor patiënten.
Wat doet UMC Utrecht in het onderzoek naar de biokunstnier?
UMC Utrecht leidt de uitvoering van BioHybrid Kidney Crossing Borders en coördineert de ontwikkeling en integratie van verschillende onderdelen van de biokunstnier. Daarnaast is UMC Utrecht medical lead binnen het programma.
Over BioHybrid Kidney Crossing Borders
BioHybrid Kidney Crossing Borders wordt uitgevoerd onder leiding van het UMC Utrecht, in samenwerking met Universiteit Utrecht, Universiteit Twente, imec, verschillende medtechbedrijven, NXTGEN Hightech, RegMed XB en de Nierstichting. Het programma wordt mogelijk gemaakt door de Nierstichting en Health~Holland.