Op zoek naar de grenzen van nierregeneratie

Marianne Verhaar is internist-nefroloog en hoogleraar Experimentele Nefrologie in het UMC Utrecht. Als arts ziet zij dagelijks patiënten met nierschade in de kliniek, die zij zo goed mogelijk behandelt volgens de huidige standaard. Maar als onderzoeker probeert zij tegelijkertijd die standaard verder te ontwikkelen door het lichaam te helpen zelf de nierschade te herstellen. Hoe werkt dat?

Wat valt je op, als arts in de kliniek?

‘Ik merk dat we door de vergrijzing en toename van ziekten als diabetes steeds meer mensen zien met ernstige nierschade. Nierschade kan heel veel oorzaken hebben, van hoge bloeddruk tot een erfelijke ziekte. Als gevolg daarvan wordt het bloed minder goed gezuiverd, en blijven schadelijke stoffen achter in het bloed.’ 

Contact polikliniek Nefrologie

Hoe worden die mensen nu het best geholpen?

‘Als de nieren falen zijn er eigenlijk twee opties om de nierfunctie te vervangen: transplantatie en dialyse. Transplantatie van een donornier heeft de voorkeur, maar door het tekort aan donoren en afstotingsreacties van het lichaam is dat niet voor iedereen mogelijk. De andere optie is dialyse, waarbij het bloed gefilterd wordt door een machine. Dialyse redt al tachtig jaar levens, maar het kent zijn beperkingen. De filtratie is een stuk slechter dan wat de nier zelf kan, en het gaat gepaard met zijn eigen complicaties waardoor dit geen langdurige oplossing is.’ 

Hoe zie jij de oplossing voor je?

‘Eén manier die op kortere termijn toepasbaar zal zijn, is het verbeteren van de dialyse door gebruik te maken van nieuwe technologieën. Dat kan bijvoorbeeld door verbeterde filtratietechnieken, of door het dialyseapparaat efficiënter, kleiner en mobieler te maken, waardoor het minder belastend is voor de patiënt om te dialyseren. Hier werkt mijn collega Karin Gerritsen hard aan.

Ik zet mij in voor regeneratieve geneeskunde. Dat is een nieuwe vorm van geneeskunde die zich er op richt het lichaam te helpen zichzelf te herstellen. Wij willen de processen die een rol spelen in schade en herstel van de nier beter begrijpen zodat we uiteindelijk nierregeneratie kunnen sturen en patiënten beter kunnen behandelen.’ 

Wat is daarvoor nodig?

‘Op dit moment doen we onderzoek naar organoïden. Dat zijn kleine klompjes cellen, een soort mini-orgaantjes, die veel lijken op het orgaan waar ze van gemaakt worden. Organoïden zijn in Utrecht ontwikkeld door Hans Clevers aan het Hubrecht Instituut, en dat begon met darmorganoïden. Inmiddels zijn er veel verschillende soorten organoïden beschikbaar, en sinds 2019 kunnen we ook nierorganoïden kweken. Het lukt ons ook om ze zelfs uit urine te kweken, wat het verzamelen heel makkelijk maakt.  

Het bijzondere van deze mini-orgaantjes is dat ze er onder een microscoop uit zien als nierweefsel, en voor een belangrijk deel ook zo functioneren. We kunnen daardoor veel van ze leren. Door nierorganoïden te kweken van gezonde en zieke mensen en die te vergelijken kunnen we bijvoorbeeld veel leren over bepaalde nierziekten, hoe ze ontstaan en waar aanknopingspunten zitten voor de behandeling ervan. Ook leren we steeds beter hoe we gepersonaliseerde behandelingen op de organoïden kunnen testen. En daarnaast willen we gezonde organoïden inzetten als behandeling om de nierfunctie te herstellen bij patiënten.’ 

Hoe zou dat dan moeten werken?

‘In de komende jaren gaan we onderzoeken hoe ver we nierregeneratie kunnen brengen. Het ultieme doel zou een gezonde, nieuwe nier zijn die we van patiënt-eigen cellen kunnen maken voor die patiënt. We gebruiken hiervoor bijvoorbeeld slimme materialen die kunnen reageren op veranderingen in hun directe omgeving en zich daarop aanpassen. In combinatie met de mini nieren kunnen we zo meer en beter nierweefsel maken. Misschien kunnen we een werkende nier ontwerpen die eenvoudiger in elkaar zit dan onze eigen nier. Het gaat uiteindelijk om het vervangen van de nierfunctie. Het hoeft er niet uit te zien als een nier.’ 

Dus het zou ook een combinatie kunnen zijn van cellen met iets anders?

‘Ja, die slimme materialen spelen een belangrijke rol in regeneratieve geneeskunde. We hebben een langdurige samenwerking met wetenschappers uit Utrecht, Eindhoven en Maastricht om materialen te ontwikkelen die het lichaam gericht helpen te regenereren. Een goed voorbeeld daarvan is een bioafbreekbaar bloedvat, dat na implantatie binnen enkele weken tot maanden vervangen wordt door lichaamseigen materiaal. Dat kan een uitkomst zijn voor patiënten die geen geschikt bloedvat meer hebben om als vaattoegang te dienen bij de dialyse. Het beter begrijpen van de interactie tussen materialen en het lichaam is heel belangrijk om uiteindelijk slimme materialen te kunnen ontwikkelen die regeneratie kunnen sturen. Dat kan het maken van een bloedvat zijn, maar een geavanceerd implantaat kan ook helpen de nierfunctie te herstellen of aan te vullen.’ 

Dat klinkt wel een beetje als science fiction. Hoe zorg je ervoor dat patiënten dit zullen accepteren?

‘In het UMC Utrecht hebben we een sterke groep met ethici en wetenschappers die de haalbaarheid en betaalbaarheid van nieuwe technologie onderzoeken. Zij zijn vanaf het begin bij het onderzoek betrokken en doen bijvoorbeeld interviews met artsen, patiënten en verpleegkundigen, precies om er voor te zorgen dat de patiënt met deze innovaties geholpen is. En het zorgsysteem is ook gebaat bij een haalbare en betaalbare oplossing.’ 

Dergelijk onderzoek zit ook in het DRIVE-RM consortium, dat een NWO SUMMIT beurs kreeg en waarvan je de coördinator bent. Wat maakt die beurs nog meer mogelijk?

‘Ik noemde al even de samenwerking op het gebied van de slimme materialen die een gewenste interactie met je lichaam aan gaan. Met de toegekende SUMMIT beurs van NWO kunnen we deze samenwerking voortzetten en uitbouwen. Het  belangrijkste daarvan is de kruisbestuiving. Ik werk aan nieren en bloedvaten, en kan veel leren van collega’s die werken aan andere weefsels zoals bot, kraakbeen of het hart, en andersom. Ook brengt het consortium vele verschillende disciplines op het gebied van biologie, technologie en medische wetenschappen bijeen waardoor we samen veel sneller inzicht krijgen in regeneratie van weefsels en organen. Dit helpt ons uiteindelijk om met implanteerbare slimme materialen de regeneratie te kunnen sturen.’ 

De SUMMIT beurs is voor tien jaar. Als je over tien jaar terugkijkt, wanneer ben je dan tevreden?

‘Ik ga voor nieuwe, regeneratieve behandelingen voor patiënten, dus genezing van chronische ziekten in plaats van symptoombestrijding. Dat is ambitieus, maar tegelijkertijd zijn sommige vernieuwingen al dichtbij. Het kunstmatige bloedvat en ook een kunstmatige hartklep wordt op dit moment al getest in mensen. En elke stap die we zetten in de richting van een volledig biologische nier is winst. Winst voor mensen met nierschade.’