Levensecht 3D-geprinte nierbuisjes

Onderzoekers van de Universiteit Utrecht hebben via 3D-printen nierbuisjes gemaakt die voor het eerst heel goed levende nierbuisjes nabootsen. Dat maakt het mogelijk om onderzoek te doen naar nierziektes en de behandeling daarvan. Hun resultaten zijn gepubliceerd door het wetenschappelijke tijdschrift Biofabrication.

Nog weinig bekend over nieraandoeningen

Zo’n 10% van de wereldbevolking kampt met chronische nierschade (CKD). Dat enorme cijfer maakt nierziekten tot een stille pandemie, vinden farmacologisch onderzoekers Anne Metje van Genderen en Marta García Valverde van de Universiteit Utrecht. Toch is er nog steeds maar weinig bekend over de onderliggende mechanismen van veel nieraandoeningen.

Dat komt deels doordat het lastig is om niercellen in het lab dusdanig te kweken dat ze zich gedragen als in het menselijk lichaam. 'Tot op heden groeien de cellen voor onderzoek op platte oppervlaktes. Maar in een echte nier groeien ze in holle, gedraaide buisjes', zegt Valverde. 'Daarom wordt veel gebruik gemaakt van proefdieren bij onderzoek aan nierbuisjes. Of het nu gaat om het modelleren van ziektes, of om het testen van medicijnen. Maar reacties bij dieren zijn vaak slecht vergelijkbaar met die bij mensen.'

Nierbuisjes van gelatine

De onderzoekers hebben nu modellen van zulke nierbuisjes 3D-geprint met een combinatie van materialen die ze zelf ontwikkelden. Het is een stabiele ‘inkt’ op basis van gelatine en alginaat. Van Genderen: 'Daarmee kun je goed printen, maar tegelijk ook de structuur behouden.'

Door de combinatie van de compositie van deze inkt, de printtemperatuur en snelheid waarmee het materiaal wordt geperst te verfijnen, kreeg het printmateriaal een optimale viscositeit en konden kanaaltjes in de microvezels ontstaan, net als echte, levende nierkanaaltjes. 'De cellen voelen de draaiingen van de geprinte buisjes en gaan zich daarnaar gedragen, waardoor hun werking beter vergelijkbaar is met de werking van niercellen in echte nierbuisjes', aldus Van Genderen.

Alternatief voor proefdieren

De geprinte buisjes kunnen er in de toekomst toe gaan bijdragen dat een stuk minder proefdieren nodig zijn voor het onderzoek naar nierfunctie en een deel van de nierziekten. Valverde: 'Wij willen alternatieven aandragen.'

Vanwege de kansrijkheid en innovatie van hun onderzoek hebben de jonge onderzoekers de afgelopen maanden op drie verschillende congressen de prijs voor Beste Poster in de wacht gesleept.

Dit onderzoek is mede gefinancierd door UIPS, de Nierstichting en een travel grant voor Anne Metje van Genderen door Materials-Driven Regeneration Zwaartekracht-programma.

Het wetenschappelijke artikel is online te lezen: Co-axial Printing of Convoluted Proximal Tubule for Kidney Disease Modeling. 

Bron: Universiteit Utrecht