ADAPT - Advanced Dialysis by Artificial Cell based Protein-bound Toxin removal

Het creëren van responsieve kunstmatige cellen die zijn uitgerust met het transporteiwit organisch-aniontransporter 1 (OAT1) om eiwitgebonden uremische toxinen effectief te verwijderen tijdens dialysetherapie.

Vanwege het tekort aan donororganen zijn de meeste patiënten met eindstadium nierfalen afhankelijk van behandeling met dialyse. Helaas gaat dialyse gepaard met een hoge ziektelast, hoge sterfte en hoge kosten. Dialysetechnieken kunnen maar 20% van de nierfunctie vervangen, onder andere doordat de huidige dialyseapparaten alleen de functie van de glomeruli (nierfilters) in de nier kunnen nabootsen en niet die van de tubuli (nierbuisjes). Daardoor worden afvalproducten, ook wel uremische toxinen genoemd, onvoldoende uit het bloed verwijderd, waarbij eiwitgebonden uremische toxinen (PBUT's) het grootste probleem vormen. PBUT's zijn kleine moleculen die enkel in hun vrije vorm door dialysemembranen kunnen worden opgeruimd. Ze zijn echter in hoge mate gebonden aan plasma-eiwitten zoals albumine, waardoor ze te groot zijn om door het membraan te kunnen passeren.

Bij gezonde nieren ruimen membraantransporters, waaronder de organische aniontransporter 1 (OAT1), PBUT's op. OAT1 doet dit in ruil voor alfa-ketoglutaraat (a-KG), een niet-giftige, lichaamseigen metaboliet. Bij dialyse zijn echter geen membraantransporters betrokken. In dit project proberen Masereeuw en haar collega’s hier een oplossing voor te ontwikkelen door het creëren van kunstmatige cellen die zijn uitgerust met OAT1 om PBUT's effectief te verwijderen tijdens dialysebehandeling. OAT1 wordt hierbij op vetblaasjes (liposomen) gezet, die de basis vormen van de kunstmatige cellen. Naast OAT1 zal een fluorescerende a-KG-sensor worden opgenomen in de cellen, zodat ze kunnen communiceren met de dialysemachine over hun toxineverzadiging (ofwel de mate van a-KG-uitputting). Hierdoor wordt de machine geïnformeerd over welke stap van de behandeling er moet plaatsvinden: dialysevloeistof met a-KG-dialysevloeistof over de cellen spoelen óf terugkeren naar de instroomfase waarbij nieuw bloed over de cellen stroomt. De naam voor deze nieuwe responsieve en adaptieve technologie is ADAPT (Advanced Dialysis by Artificial Cell based Protein-bound Toxin removal).

Naast het praktische werk in het laboratorium, zal in het project onderzocht worden of het ook financieel haalbaar en aantrekkelijk is om de ADAPT-technologie in de zorg te introduceren. Verder is er aandacht voor de vroege beoordeling van de technologie en stappen naar implementatie in de kliniek in een volgende fase van de ontwikkeling. Om de techniek zo snel mogelijk bij de patiënt te krijgen, is het de bedoeling dat deze eerst zal worden toegepast in de bestaande dialysemachines. In een later stadium kan het systeem mogelijk ook in toekomstige draagbare dialyseapparaten worden gebruikt. De onderzoekers verwachten dat de ADAPT-dialysetechnologie de patiëntenzorg aanzienlijk kan veranderen door de beperkingen van bestaande behandelingen aan te pakken. Zo kan het de ziektelast verminderen en patiënten meer onafhankelijkheid en daarmee een betere kwaliteit van leven geven.

Soort: fundamenteel onderzoek en toegepast; in vitro celkweek, humaan, dialyse patiënt
Onderwerp: dialyse, uremische toxines, PBUT, membraan