3V-Stimuleringsfonds: Micro-omgeving van bot

5 maanden geleden

Silvia Mihaila is universitair docent bij de afdeling Farmacologie, departement Farmaceutische Wetenschappen van de Universiteit Utrecht. Ze ontving een beurs van het 3V-Stimuleringsfonds voor haar onderzoek naar de ontwikkeling in een vitro-model van uremische botziekte.

Waar gaat je onderzoek over?

Ik probeer de micro-omgeving van het bot na te bootsen. Ik werk in een groep die zich voornamelijk richt op ziektes van mensen, dus mijn onderzoek is gericht op het repliceren van ziektes van mensen. Ik ben specifiek op zoek naar het verband tussen nierziekte en andere organen.

Als de nieren falen wordt het hele lichaam aangetast. In de nieren wordt vitamine D aangemaakt. Dat is belangrijk om de botten gezond te houden. Als de nieren falen, wordt vitamine D niet aangemaakt. Vitamine D is nodig om calcium op te nemen en een gebrek aan calcium zorgt ervoor dat botten broos worden. Nieren reinigen ook het afval dat wordt veroorzaakt door metabolische activiteit. Een ander gevolg van een nierziekte is dat de nieren het bloed niet kunnen reinigen. Gifstoffen blijven in het bloed en hopen zich op, waardoor het bloed vervuilt. Dit bloed circuleert door het hele lichaam. Zo worden ook andere organen aangetast. Er ontstaat een soort domino-effect in het lichaam waarbij veel organen in het lichaam het begeven of niet goed functioneren. Een daarvan is het bot. De kwaliteit van leven is erg slecht voor nierpatiënten. Ze moeten veel medicijnen innemen om alle secundaire problemen te behandelen.

Botten worden ernstig aangetast door een nierziekte. In mijn onderzoek probeer ik de micro-omgeving van het bot na te bootsen onder omstandigheden waarbij de nieren zijn beschadigd. Het bot is een dynamisch orgaan, het wordt voortdurend afgebroken en opnieuw opgebouwd. Als je bijvoorbeeld een botbreuk hebt, wordt de scheur direct gevuld met nieuw bot. Maar als een nierpatiënt een botbreuk heeft is de omgeving te vervuild voor de cellen om het bot weer op te bouwen. Dat zorgt ervoor dat de kwaliteit van het nieuwe bot slecht is. Nierpatiënten hebben daardoor veel te maken met botbreuken.

In het bot bouwen sommige cellen het bot op en sommigen breken het bot af. Er moet een balans zijn tussen deze cellen. Bij een nierpatiënt zijn er meer cellen die afbreken dan opbouwen. Ik kweek deze cellen in een laboratorium onder gezonde omstandigheden en uremische omstandigheden. Dit doe ik volledig in vitro. Ik probeer dan te kijken wat er gedaan kan worden om de botaanmaak te stimuleren.

Wat heeft de beurs ​​voor jou mogelijk gemaakt?

De beurs was een teken van vertrouwen waardoor ik mij meer op botten kon richten in plaats van alleen op de nieren. Er was een aanwijzing in de literatuur dat er een verband zou kunnen zijn tussen nieren en botten, maar de huidige literatuur was soms tegenstrijdig. Er waren ook niet zo veel in vitro modellen beschikbaar omdat de meeste onderzoekers zich richtten op het creëren van gezond bot in plaats van ziek bot. Ik wilde hierop inspelen en dankzij de beurs kon ik dit verder onderzoeken. Ik heb de subsidie ​​aangevraagd en de commissie geloofde erin. Dat heeft veel deuren geopend om op dit gebied onderzoek te doen. Het stimuleringsfonds is precies datgene: een stimulans. Soms heb je even een duwtje in de rug nodig om je onderzoek naar een hoger niveau te kunnen tillen.

Waarom is jouw onderzoek belangrijk?

In de eerste week van mijn nieuwe baan heb ik een rondleiding gekregen op de afdeling nefrologie. Ik was geschokt, ik had nog nooit eerder patiënten gezien die zo veel leden. Patiënten die dialyse ondergaan moeten, meerdere keren per week, uren in het ziekenhuis blijven. Anders gaan ze dood. Deze patiënten hebben een sterke wil om te leven, maar daar hangt een hoog prijskaartje aan vast. Ze zijn afhankelijk van het ziekenhuis, dus er is een grens aan wat ze kunnen doen in het leven.

Als onderzoeker voelde ik de verantwoordelijkheid om onderzoek te doen dat mensen helpt, niet alleen uit nieuwsgierigheid. Met mijn achtergrond in botregeneratie kwam ik erachter dat nierpatiënten vaak botproblemen hebben. Als ik iets kan doen dat de kwaliteit van leven van deze patiënten verbetert, wil ik dat doen. Daarom vind ik mijn onderzoek belangrijk.

Het meeste onderzoek op dit gebied wordt gedaan met klinische observaties. Het probleem daarmee is dat patiënten uniek zijn een nierziekte complex is. Dat levert bij veel onderzoeken tegenstrijdige resultaten op. Soms worden er dieren gebruikt om de nauwkeurigheid te verbeteren. In dat geval moet je een dier net zo ziek maken als een nierpatiënt. Maar het duurt maanden voordat een dier zo ziek wordt. In de tussentijd leidt het dier. Soms zijn dieren veerkrachtiger dan mensen, dus overleven ze zonder dialyse. Deze onderzoeken zijn ethisch nogal bedenkelijk en niet gericht op het menselijk lichaam. In mijn onderzoek probeer ik het gebruik van dieren te vermijden, dus ik vind in vitro onderzoek erg belangrijk. In plaats van dieren als uitgangspunt te nemen, denk ik dat we in vitro als uitgangspunt moeten nemen.

Wat zijn de uitdagingen waar je voor staat?

Ik onderzoek botziekte bij mensen en wil dus ook menselijke cellen gebruiken. Cellen uit menselijk bot halen kost veel tijd en is niet altijd even efficiënt. Ik gebruik stamcellen en die hebben een à twee maanden nodig om nieuw bot op te bouwen, net zo lang als genezen van een botbreuk. Een andere uitdaging is dat ik zoveel mogelijk proberen na te bootsen, maar soms kan ik niet alles nabootsen. Een model kan niet meerdere complexe vragen beantwoorden, dus ik moet het model simpel houden, maar gedetailleerd genoeg om nauwkeurig te zijn. Een beperking van in vitro onderzoek is dat je niet kan zien hoe organen op elkaar reageren. Nu komt het vooral neer op technische beperkingen, maar ik geloof dat we in Utrecht de kennis hebben om deze beperkingen aan te pakken. Onderzoekers beseffen zich wat de beperkingen zijn en zoeken naar manieren om problemen op te lossen.

Wat hoop je te bereiken?

Met mijn onderzoek hoop ik de kwaliteit van botten te verbeteren met behulp van een in vitro model. Hoe meer we ziektes bij mensen kunnen repliceren, hoe beter we ze kunnen begrijpen. Dat helpt ons om ziektes te bestrijden en de gezondheid van patiënten te verbeteren. Als we het model eenmaal hebben vastgesteld en gevalideerd wil ik een soort screeningplatform ontwikkelen waar je je onderzoeksvraag en medicatie in kunt invoeren om te zien wat het mogelijke effect zal zijn.

Wat is jouw hoop voor de toekomst?

Er is al veel bekendheid over in vitro modellen, maar ik zou graag zien dat we de mogelijkheden van in vitro modellen blijven verkennen. Niet alleen binnen universiteiten, maar ook andere sectoren. Bijvoorbeeld door farmaceutische bedrijven en toezichthouders uit te nodigen om onderdeel te zijn van het gesprek. Ik denk ook dat de nieuwe generatie zich bewuster moet worden van de waarde van in vitro modellen. Ik ben betrokken bij een paar cursussen die hierover gaan, dus in Utrecht hebben we de eerste stap al gezet.

Het werken met in vitro modellen zou onderdeel moeten worden van onze manier van denken. Als je een nieuw experiment start moet in vitro plan A zijn. Verder zou ik ook graag zien dat de verschillende onderzoeksgroepen in Utrecht de dialoog tussen deze groepen versterken. Ik kwam in een onderzoeksgroep voor nieren terecht terwijl ik eerder met botten werkte. Als we beter zichtbaar zijn voor elkaar, kunnen we elkaar opzoeken en beter samenwerken. Uiteindelijk helpt dit ons om een verschil te maken voor patiënten en het welzijn van dieren te verbeteren.