トン・ラベリンク教授は、損傷した腎臓の回復能力の秘密を研究している。

セルが動作するエンジンブロック

腎臓は、1日あたり約130リットルの血液から老廃物を濾過します。同時に、体に良い物質を戻します。そのため、腎臓細胞の組織レベルで起こることは非常に複雑で特殊です。腎臓は、このために大量のエネルギーを必要とし、代謝と呼ばれるプロセスを使用してそれを得ます。この代謝は、代謝とも呼ばれ、食物をエネルギーと構築材料に変換する、体内のすべての化学プロセス全体です。これにより、細胞が成長し、回復し、適切に機能し続けることができます。

この研究では、細胞を動かすエンジンである、いわゆるクエン酸回路が重要な役割を果たしていることが分かりました。代謝のこの特定の部分で、細胞がエネルギーを得るためのすべての構成要素が作られます。このエネルギーは、とりわけ、損傷した腎臓組織の修復に必要です。この回路が適切に機能しないと、細胞は組織を修復するのに十分なエネルギーを得られず、修復が困難になります。

ドナー腎臓の保存期間の延長

LUMCの研究者らは最近、クエン酸回路に関するこの新しい知識を ドナーの腎臓を体外でより長く生存させる新しい方法つまり、クエン酸回路が「正常に」機能するために必要な構成要素を腎臓に流し込むのです。

この洗浄は灌流と呼ばれ、そうでなければ拒絶されるドナー腎臓の状態を改善します。また、ドナープールを増やす方法でもあります。新しい灌流法は非常に効果的であるため、ドナー腎臓の保存期間は 20 時間から 4 日間に延長されました。腎臓細胞における代謝の役割に関する新しい知識は、その期間をさらに延長するために使用できます。

細胞の奥深くへ

ラベリンクと彼のチームが ERC を受賞した新しい研究では、彼らはさらに深く細胞に「飛び込む」ことになる。研究者たちは、急性腎障害の間にそこで何が起きているのかをよりよく理解したいと考えている。「私たちは特に、急性腎障害後に腎細胞が実際にどの燃料を使用するのかを知りたいのです。たとえば、糖、脂肪、アミノ酸などでしょうか。そして、回復が成功した場合と失敗した場合で、これはどのように異なるのでしょうか。代謝が適切に機能しない場合、どのような結果になるのかを非常に体系的に調査したいのです。また、この損傷と代謝の変化が DNA と RNA にどのような影響を与えるのかを知りたいのです。このようにして、回復を成功させるにはどの代謝ボタンをオンにする必要があるのかを見つけたいのです」とラベリンクは言う。最終的には、この新しい知識すべてが、急性腎障害を修復し、慢性腎臓病を予防する新しい治療法につながることを期待している。

「繁殖皿では多くの背景情報が失われます」

腎臓細胞の代謝の秘密を解明するため、研究者たちは LUMC で最先端の技術を使用しています。その 1 つが質量分析法で、これは分子レベルで組織を解明する技術です。質量分析法は、冷蔵庫ほどの大きさの質量分析計を使用して行われます。この機械に腎臓組織の薄いスライス (切片) を入れます。次に、これらのスライスにレーザーを照射します。これにより、組織と細胞の分子「マップ」または「指紋」が作成されます。これにより、科学者は細胞または組織のどの部分が何に関与しているかを非常に正確に確認できます。また、代謝の領域で細胞が互いにどのように関係しているか、または Rabelink 氏の言葉を借りれば「互いに会話している」ことも確認できると期待されています。「培養皿では見えないものなので、多くのコンテキストを見逃してしまいます。」

「すべての基礎がテーブルの上に整った」

質量分析計とそれが生成するテラバイト単位のデータを扱うということは、研究を遂行するために多大な専門知識が必要であることも意味します。たとえば、Rabelink は、LUMC 内のテクノロジーと生物学が融合する研究施設であるプロテオミクスおよびメタボロミクス センター (CPM) の実験技術者と連携しています。大量のデータを処理して理解しやすくするために、ヒト遺伝学部門のバイオインフォマティクス専門家も関与しています。この高品質のテクノロジーと、さまざまな専門知識 (学際性) の存在も、ERC アドバンスト グラントを受け取るための条件の 1 つでした。

この研究は5年間の予定だ。ラベリンク氏によると、その期間内に腎臓回復中の代謝とクエン酸回路の秘密を解明できるはずだという。「私たちはここ数年ですでに多くの研究を行ってきました。今や基礎となる要素はすべてそろっており、あとはそれをまとめるだけです。」