Celtypes in kaart gebracht van foetale nier
Nierfalen is een serieus probleem omdat nieren zichzelf niet kunnen regenereren na ernstige beschadiging. Een mogelijke oplossing bestaat uit het kunstmatig laten groeien van gezond nierweefsel. Daarvoor moeten wetenschappers eerst de ontwikkeling begrijpen tijdens de allereerste fase, in de foetus. Leidse onderzoekers hebben nu ontdekt dat de cellen die het bloed filteren als enige nog aan het rijpen zijn in de foetale fase. Publicatie in PLOS Biology op 21 februari.
Onze nieren vervullen een cruciale functie in ons lichaam: ze verwijderen schadelijke stoffen uit ons bloed en zorgen tegelijkertijd voor een optimaal zout- en waterniveau. Helaas kunnen nieren zichzelf niet regenereren na een ernstige beschadiging. Nierfalen is daarom een serieus probleem, en kan optreden bij diabetes of hoge bloeddruk. Een nieuwe onderzoeksrichting binnen de regeneratieve geneeskunde richt zich nu op het groeien van gezond nierweefsel in een petrischaaltje, voor transplantatie in patiënten. Om zulke ambitieuze doelen te halen, moeten wetenschappers begrijpen hoe nieren zich ontwikkelen tijdens de allereerste fase. Leids biofysicus Stefan Semrau, embryoloog Susana Chuva de Sousa Lopes (LUMC) en hun onderzoeksgroepen hebben nu hun krachten gebundeld om foetale nieren te bestuderen van tussen de 9 en 18 weken oud. Ze identificeerden 22 verschillende celtypen en ontdekten dat de cellen die het bloed filteren de enige zijn die verder rijpen tijdens de ontwikkeling van de nier.
Podocytes
Het team vergeleek de ontwikkeling tijdens vijf verschillende fases en deed een verassende ontdekking. Eén celtype paste haar moleculaire samenstelling duidelijk aan, terwijl de andere geïdentificeerde celtypes geen verandering lieten zien. Deze zogenoemde podocytes—verantwoordelijk voor het filteren van bloed—fungeren als een fysieke barrière voor eiwitten om te voorkomen dat ze weglekken in de urine. Beschadigde podocytes zijn daarom betrokken bij meerdere vormen van nierziekte.
Single-cell atlas
Het onderzoek is onderdeel van een wereldwijde inspanning om elke cel in het menselijk lichaam in kaart te brengen, in het bijzonder tijdens de foetale ontwikkeling. Zo’n single-cell atlas is nodig om de exacte functie te begrijpen van organen en het ontstaan van ziektes. De Leidse samenwerking heeft een database opgebouwd met bijna 18.000 cellen. Wetenschappers van over de hele wereld hebben hier binnenkort toegang toe, waardoor ze kunnen zoeken naar het gen of celtype waarin ze zijn geïnteresseerd bij foetale nieren.
Publicatie
Mazène Hochane, Patrick R. van den Berg, Xueying Fan, Noémie Bérenger-Currias, Esmée Adegeest, Monika Bialecka, Maaike Nieveen, Maarten Menschaart, Susana M. Chuva de Sousa Lopes, Stefan Semrau, ‘Single-cell transcriptomics reveals gene expression dynamics of human fetal kidney development’, PLOS Biology
