Op weg naar de kunstnier

Als je een nierziekte hebt, ben je nu nog aangewezen op dialyse, met alle nadelen van dien. Maar wetenschappers werken aan een betere oplossing: een kunstmatige nier op of in je lichaam. Onderzoekers van de Universiteit Twente en de Universiteit Utrecht zetten nu een belangrijke stap. Ze hebben een membraan gemaakt dat stoffen uit het bloed haalt die een conventioneel dialyseapparaat er niet uit krijgt.


De bestaande vorm van dialyse (meestal hemodialyse) haalt maar 15 % van de afvalstoffen uit het bloed. Er is dan ook dringend behoefte aan een aanvullende techniek die het bloed verder schoonspoelt.

In een lab van de Universiteit Twente staat sinds kort een werkend apparaat voor het reinigen van bloed, ontwikkeld door de onderzoeksgroep van prof.dr. Dimitrios Stamatialis, in samenwerking met de groep van prof.dr. Roos Masereeuw aan de Universiteit Utrecht en medegefinancierd door de Nierstichting.
 

Levende niercellen

In het apparaat staat een poreus membraan centraal met daarop een dun laagje levende niercellen. Dit bioactieve filter werkend krijgen was een echte ingenieursuitdaging. Aan beide kanten van het membraan gelden namelijk tegenstrijdige eisen. Stamatialis: ‘Aan de kant waar bloed stroomt, wil je niet dat er ook maar iets blijft plakken. Terwijl de andere kant juist goed cellen aan zich moet binden, want hier zit het laagje actieve niercellen.’ Die cellen trekken ongewenste moleculen uit het bloed aan, trekken ze door het kunststof membraan en laten ze los in het ureum (zie illustratie).

 

Schematische uitleg van het bioactieve membraan van de onderzoeksgroep van de Universiteit Twente dat bloed verder reinigt. In grijs het kunststof membraan dat bloedcellen tegenhoudt, maar kleine afvalstoffen in het bloed doorlaat. De niercellen spelen een actieve rol in het verwijderen van bepaalde componenten uit het bloed. Rechts is te zien dat in de Twentse reactor vele membranen naast elkaar zijn geschakeld.
Klik op deze afbeelding om de gehele infographic te zien. Illustratie Marcel Groenen


Mosselen

De actieve niercellen bleken van zichzelf niet goed te hechten op het kunststof; daar was een aantal kunstgrepen voor nodig. De collega’s van de Universiteit Utrecht kwamen met het idee voor een basislaagje van L-DOPA, een aminozuur dat een belangrijk bestanddeel is van de stof waarmee mosselen vastzitten op rotsen. Bovenop de L-DOPA brachten ze een laagje collageen aan, een lichaamseigen stof die in weefsels voor stevigheid zorgt. Op deze sandwich bleken niercellen wel goed te hechten. De onderzoekers rolden het op deze manier opgebouwde levende membraan op tot een cilindervorm en van meerdere van deze buisjes maakten ze een kleine reactor van een paar cm groot.
 

Geen valse hoop

Hoogleraar Stamatialis benadrukt dat een draagbare kunstnier er nog lang niet is. ‘Ons systeem is voorlopig niet klaar voor gebruik door de mens. Eerst moeten we nog in preklinische studies – op kleine dieren – bewijzen dat het membraan de giftige stoffen goed afvoert en dat het geen andere giftige stoffen oplevert. Vervolgens moeten we aantonen dat ons systeem lange tijd op hetzelfde niveau presteert. Dus voordat we in de kliniek kunnen testen, zijn we al gauw tien jaar verder. Het is belangrijk om geen valse hoop te wekken bij patiënten.’


Dit is een samenvatting; het volledige artikel is te lezen in het februarinummer van De Ingenieur.
 

Openingsbeeld: Nierstichting

Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.