Een gekweekt stukje nierbuis, in het echt ongeveer een tiende millimeter groot. De kleuren helpen onderzoekers te bepalen welk celtype waar zit.

Nieuws

Wetenschappers kweken mini-nierbuisjes uit urine

Een gekweekt stukje nierbuis, in het echt ongeveer een tiende millimeter groot. De kleuren helpen onderzoekers te bepalen welk celtype waar zit. Beeld Universiteit Utrecht

Utrechtse wetenschappers zijn erin geslaagd microscopische stukjes nierbuis op te kweken uit cellen die ze wonnen uit menselijke urine. Futuristische behandelingen waarbij de dokter een medicijn eerst test op een gekweekt stukje nier van de patiënt, komen daardoor een stuk dichterbij.

De kweeksels, per stuk niet groter dan een tiende millimeter, zijn zogeheten ‘organoïden’, kleine beetjes levend weefsel die een echt orgaan min of meer nabootsen. Andere teams slaagden er al eerder in nier-organoïden te maken door huidcellen met biochemische signaaltjes om te programmeren tot nierweefsel. Maar dat is een tijdrovende bezigheid, en onpraktisch voor bijvoorbeeld kankerpatiënten die snel behandeld moeten worden. Het grote voordeel van de nieuwe techniek is dat een plasje bij de dokter genoeg is: de kweeksels zijn daarna binnen een week klaar.

De organoïden zijn nagebootste nierbuisjes, de filterende kanaaltjes waar ‘voorurine’ wordt gemaakt. ‘Daar zitten de meeste erfelijke aandoeningen’, vertelt moleculair geneticus en onderzoeksleider Hans Clevers (Universiteit Utrecht). Vooral voor kinderen zou dat een uitkomst zijn, denkt hij. ‘Een nierbiopt nemen is erg belastend, het is echt een chirurgische ingreep. En nu lukt het om nierweefsel op een andere manier te krijgen.’

Om te bewijzen dat de kweeksels medisch nut hebben, besmette het team ze in het lab met een virus, en gebruikte men ze om een bestaand medicijn tegen cystische fibrose (taaislijmziekte) te testen. In een ander experiment kweekte het team klompjes niertumorweefsel van twee jonge kankerpatiëntjes, overigens niet uit hun urine maar uit de tumor zelf.

‘Inmiddels hebben we daarvan een biobank, met gekweekt tumorweefsel van meer dan zeventig kinderen’, zegt Jarno Drost van het Prinses Máxima Centrum voor kinderoncologie. ‘Momenteel zijn we druk bezig die te testen, om aan de weet te komen of we misschien subsoorten nierkanker kunnen onderscheiden die gevoelig zijn voor bepaalde behandelingen.’

Zogeheten Wilms-tumoren (kindernierkankers) zijn tegenwoordig weliswaar acht tot negen op de tien keer behandelbaar met operatie en chemotherapie, zegt Drost; de behandeling is zwaar en kan ernstige bijeffecten hebben zoals doofheid, hartschade, onvruchtbaarheid en nieuwe tumoren. ‘Misschien kunnen we zulke problemen voorkomen door de behandeling beter af te stemmen op de patiënt.’

Ziektes beter karakteriseren

‘Dit zijn prachtige nieuwe ontwikkelingen. Er is steeds meer mogelijk’, reageert hoogleraar moleculaire nierfysiologie Joost Hoenderop (Radboud UMC), niet betrokken bij de experimenten. Zelf doet Hoenderop vooral onderzoek naar erfelijke nieraandoeningen: ‘De grote belofte is dat we dit soort organoïden gaan gebruiken om ziektes beter te karakteriseren. En op termijn misschien behandelen: in cellen kunnen we al heel veel’, zegt Hoenderop.

Op de patiënt toegesneden behandelingen op maat, waarbij iedere patiënt zijn eigen weefsel laat opkweken om uit te vissen welk medicijn voor hem of haar het beste werkt, zijn voorlopig niet aan de orde, legt Clevers uit. ‘Voor de behandeling van tumoren bestaan al richtlijnen. Je kunt niet opeens zeggen: we gaan iets anders voorschrijven.’ Anders zit dat overigens met alvleesklierkanker en tumoren waarvoor geen vaste behandeling is, schetst Clevers.

Perfect zijn de mini-nierbuisjes nog niet, noteert het team in vakblad Nature Biotechnology. Zo ontbreken bepaalde weefseltypes die de nier wel heeft en is geen buisje hetzelfde. ‘Op een bepaalde manier is dat juist een voordeel’, noteert het team: in werkelijkheid is immers ook geen nierbuisje hetzelfde. ‘We kregen een soort dierentuin van organoïden toen we dit experiment op urine deden’, vertelt Clevers. ‘Er groeiden meerdere dingen. We weten bijvoorbeeld zeker dat we ook blaasweefsel hebben gezien.’

Als kers op de taart kweekte Clevers’ groep het nierbuisjesweefsel in een zogeheten ‘orgaan op een chip’, een glazen plaatje met uitgeslepen kanaaltjes waardoor vloeistoffen langs het weefsel kunnen stromen. Dat maakt ‘gepersonaliseerde transport- en medicijn-opnamestudies mogelijk’, schrijft het team. De chips kan men immers in serie schakelen en fabrieksmatig doormeten, zodat artsen de beetjes weefsel snel kunnen onderzoeken.

Saillant detail: een ‘nierorganoïde’ mag het nieuwe kweeksel formeel niet heten, omdat er sommige celtypes in ontbreken. Wetenschappelijk spreekt men dan ook van ‘tubuloïden’, naar de ‘tubuli’ uit de nier waarvan ze een afschrift zijn.

Opmars van de mini-organen

2007: In Utrecht ontdekt Hans Clevers dat muizen stamcellen in hun ingewanden hebben, cellen met de mogelijkheid tot darmweefsel uit te groeien. Een doorbraak die het veld in beweging zet.

2008: Japanse wetenschappers kweken een plakje hersenweefsel, met verschillende lagen.

2009: Clevers en collega’s presenteren een organoïde van de darm: alom gezien als het startschot van de organoïden. Door het weefsel te kweken in een ‘steigertje’ van gel, slagen Clevers en zijn postdoc Toshiro Sato er als eerste in de darm driedimensionaal te krijgen.

2013: Japanse onderzoekers kweken gedeeltelijk werkzame lever-organoïden zo klein als een rijstkorrel, uit omgeprogrammeerde huidcellen.

2013: In Oostenrijk kweekt een team voor het eerst minuscule, menselijke brein-organoïden.

2014: Het Amerikaanse team gebruikt embryonale stamcellen om een organoïde van de maag te kweken: completer dan eerdere kweeksels.

2015: Clevers’ team presenteert een ‘biobank’ van gekweekte darmtumoren en daarna een van alvleesklierkankers, voor het onderzoek van medicijnen en subtypes.

2015: Onderzoekers uit Australië en Leiden kweken een mini-nier door huidcellen om te programmeren.

2015: Een Duits team kweekt organoïden van melkklieren uit de borst. ‘Boob Tubes’, kopt de Britse pers.

2017: Met als basismateriaal losse melktanden van kinderen kweekt een Amerikaans team bolletjes hersenweefsel.

2018: Een Britse groep maakt mini-placenta’s. In de VS presenteert een ander team brein-organoïden met bloedvaatjes.

2019: Clevers presenteert organoïden van nierbuisjes, gekweekt uit urine.

Cyberorganen: een revolutie in wording
Een pompend bloedvat, een kloppend hart, een menstruatie in een petrischaaltje. De Volkskrant ging op zoek naar de organen buiten het menselijk lichaam.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2019 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden