Het meest complexe orgaan ooit

Stamcelonderzoekers bouwen mini-nieren na

Echte nieren zijn ingewikkelder dan de kweekniertjes.

Door Bart Braun

Embryologen van het Leids Universitair Medisch Centrum werkten mee aan de bouw van superkleine niertjes uit stamcellen. Het moeilijkste werk doen de cellen gelukkig zelf. ‘Hé, wacht eens even. Wij zijn een nier!’

Sommige mensen zijn groter dan anderen, maar iedereen is even klein begonnen. Zo klein als een zandkorreltje, zelfs: één enkele bevruchte eicel. Uit die eicel ontwikkelde zich een embryo, en uit dat embryo kwam een complete u, met alles erop en eraan. U bestaat uit vele honderden verschillende soorten cellen: harde botcellen, vertakte hersencellen, gespecialiseerde immuunsysteemcellen voor de ziektes waaraan u bent blootgesteld, de cellen van uw oren, ogen, en het puntje van uw neus.
Dat is eigenlijk best knap van u, want dat embryo dat u ooit was, bestond maar uit één soort cel. Die cellen waren zogeheten stamcellen, en konden zich dus ontwikkelen tot elke soort grotemensencel. Het was dan ook ronduit een wonder toen in 2006 een groep Japanners erachter kwam dat je uitontwikkelde cellen – huidcellen, bijvoorbeeld – met behulp van een vrij simpel chemisch badje om kon toveren in stamcellen. Ze zijn niet precies hetzelfde als die embryonale stamcellen uit uw goede ouwe tijd, maar ze lijken er wel op, en met de juiste biochemische zetjes ontwikkelen ze zich tot van alles en nog wat.
Dat is in theorie de belangrijkste geneeskundige doorbraak sinds Ignaz Semmelweis bedacht dat het beter was als dokters hun handen gingen wassen vóórdat ze in een wond gingen wroeten. Van een patiënt waarvan een orgaan door ziekte of ouderdom is aangetast zou je wat cellen kunnen afnemen, om die vervolgens op te kweken tot een nieuw orgaan, zonder dat je je zorgen hoeft te maken over de afstotingsreacties die gewone orgaantransplantaties zo moeilijk maken.
In de praktijk moet u vooralsnog zuinig zijn op uw organen. Er zijn wat zorgen dat de kweekorganen kankergevoeliger zouden zijn, en ook het maken ervan is moeilijk. Het is al een behoorlijk kunststukje om één enkel celtype op te kweken uit stamcellen, en dat dan te laten doen wat de bedoeling is. Een echt orgaan bestaat uit verschillende soorten cellen die op de juiste manier samenwerken.
Toch worden er stapjes gezet: een Australisch-Leids team haalde deze maand de Nature met de microscopisch kleine niertjes die het had gemaakt.
Ze lijken nog niet op echte nieren; de auteurs spreken dan ook van ‘organoids’ in plaats van organen. ‘De nier is het meest complexe orgaan ever’, legt biologe Susana Chuva de Sousa Lopes uit. ‘Hij bestaat uit heel veel verschillende celtypen, die ook weer in verschillende structuren zitten.’ De microniertjes zijn enkele tienden van een millimeter groot, en lijken behoorlijk op de nieren van een foetus van nog geen drie maanden oud. Er zit een filtergedeelte in, en buisjes die lijken op de buisjes waarmee een echte nier urine afvoert. ‘En kijk hier, een bloedvaatje! Dit is de real deal’, zegt de onderzoekster trots. Al die structuurtjes zitten ook nog eens op een eigen plek, in plaats van willekeurig door elkaar geflanst.
Als je kijkt wat de biologen daadwerkelijk met de stamcellen gedaan hebben, is het een regelrecht wonder dat er zoveel uitkomt. Ze gooiden er wat stofjes bij, persten de cellen een keertje samen, deden er nog wat stofjes bij, en dat was het eigenlijk wel. De cellen zelf doen het merendeel van het werk. Chuva de Sousa Lopes: ‘Ik denk dat wat wij in het lab doen, ook gebeurt in het embryo als daar een nier ontstaat. De cellen weten wat er moet gebeuren; als we de juiste biochemische triggers geven, gaat de rest vanzelf. We lieten de cellen hun eigen ding doen, en verrek: ze hebben een mechanisme voor zelf-organisatie. Da’s maar goed ook, want als ik zelf had moeten bedenken hoe ik uit al die celtypen een klein niertje ging maken, was de moed me in de schoenen gezakt.
‘Veel stamcelonderzoekers zijn maar in één soort cel geïnteresseerd. Heb je allemaal verschillende cellen in je petrischaaltje, dan heb je minder controle en weet je minder goed wat er precies gebeurt. Maar juist als je die verschillende celtypen uit elkaar probeert te halen, zijn je cellen niet happy en gaan ze geen interessante dingen doen. Bij ons dachten ze: “Hé, wacht eens even. Wij zijn een nier!”, en gingen ze vanaf daar verder.’
De microniertjes leren onderzoekers dus iets over hoe krachtig zelfgemaakte stamcellen kunnen zijn, en misschien ook wel over hoe organen zich vormen in een foetus. Echte toepassingen liggen nog wat verder in de toekomst. Met een plaatje van een echte nier erbij laat Chuva de Sousa Lopes zien hoeveel moeilijker een echte nier wordt. ‘De activiteit van het filterende gedeelte wordt mede aangestuurd door een ander stuk van de nier, dat over de afvoer van het bloed gaat. Dat is bij onze niertjes duidelijk nog niet aan de orde. Maar misschien hoeft dat ook niet. Misschien zou je een soort levend dialyse-apparaat kunnen bouwen dat bloed beter filtert dan de machines die we nu hebben. Of we echt urine kunnen maken met deze niertjes? Geen idee.’
Een andere mogelijke toepassing van de niertjes is het testen van medicijnen. ‘Ook daarvoor geldt dat ze eerst in vitro moeten gaan werken. Maar ik denk dat de farmaceutische industrie deze organoids snel zal oppakken, inderdaad.’

Deel dit bericht:

Voorpagina

Jullie zijn hier welkom

Het Universitair Sport Centrum (USC) vangt 123 vluchtelingen op. Studenten en medewerkers …

Achtergrond

Wetenschap

H is voor 'hy hnw'

Een stuk kalksteen dat twintig jaar geleden werd opgegraven, bevat het oudste …

Nieuws

Rubrieken

English page