Bionische chip onthult hoe sommige antibiotica de nieren kunnen beschadigen

Prof. Yaakov Nahmias (links) van de Hebreeuwse Universiteit van Jeruzalem. Foto door Daniël Hanoch via ISRAEL21C

Een groep Israëlische onderzoekers heeft ontdekt hoe een vaak voorgeschreven groep antibiotica, aminoglycosiden zoals gentamicine, nierbeschadiging veroorzaakt bij tot wel 25 procent van de ziekenhuispatiënten.

Het team kon dit mechanisme begrijpen door een bionische micronier te creëren en ermee te experimenteren, opgebouwd uit menselijk nierweefsel ingebed met ultradunne elektro-optische sensoren.

"Het meeste werk op het gebied van geneesmiddelenontwikkeling wordt uitgevoerd bij muizen, en het mechanisme dat we hebben gevonden is mensspecifiek", zegt hoofdonderzoeker prof. Yaakov Nahmias , directeur van het Grass Center for Bioengineering aan de Hebreeuwse Universiteit van Jeruzalem en oprichter van de sensor-verlichte drug discovery-startup Tissue Dynamics.

Met de sensoren konden de onderzoekers de glucoseophoping in de met gentamicine behandelde bionische nier meten.

Ze zagen dat deze ophoping leidde tot snelle ophoping van lipiden en nierbeschadiging. Toen de opname van glucose door de nieren werd geblokkeerd, werd ook de antibioticumtoxiciteit geblokkeerd.

Eerder toonden Nahmias en zijn team aan dat een veelgebruikt medicijn tegen kanker, cisplatine, een gevaarlijke opeenhoping van vet in menselijke nieren veroorzaakt.

Deze belangrijke inzichten zouden niet mogelijk zijn geweest met behulp van laboratoriummuizen.

"Mensen maken lipiden van suiker, terwijl knaagdieren meestal lipiden maken van voedingslipiden", legt Nahmias aan ISRAEL21C uit.

"Dit is een dramatische demonstratie dat bionische technologie, die sensoren combineert met menselijk weefsel, de ontwikkeling van geneesmiddelen snel vooruit kan helpen", voegde hij eraan toe.

De studie stond op de omslag van het tijdschrift van de Royal Society of Chemistry, Lab on a Chip , van 7 december.

Naar schatting lijden meer dan 37 miljoen Amerikanen aan een chronische nierziekte, wat de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) ertoe heeft aangezet om de ontwikkeling van antibiotica die veilig zijn voor patiënten met chronische nierziekte als een nationale prioriteit te stellen.

Tissue Dynamics, een spin-offbedrijf van de Hebreeuwse Universiteit, bouwt 's werelds eerste autonome platform voor de ontwikkeling van geneesmiddelen met behulp van kunstmatige intelligentie en geavanceerde robotica. De startup werd onlangs uitgeroepen tot een van de top 5 organen-op-chip-bedrijven ter wereld.