Hibernating mitochondria, the cool key to cellular protection and transplant optimization

Mitochondriën in winterslaap: de coole sleutel tot cellulaire bescherming en optimalisatie van transplantatie

Bij orgaantransplantatie moeten organen een tijd buiten het lichaam overleven. In deze periode ontvangen de organen geen zuurstof, wat schade geeft. Om deze schade te minimaliseren worden organen op ijs gelegd. Kou verlaagt de activiteit van de nieren, waardoor er minder zuurstof nodig is en orgaanschade beperkt blijft. Ondanks de koeling treedt er toch schade op en zijn alleen de allerbeste organen geschikt voor transplantatie. In zijn proefschrift onderzocht Hendriks een mogelijke nieuwe vorm van orgaanpreservatie: winterslaap.

Sommige dieren, zoals de hamster, laten in de natuur een bijzonder fenomeen zien: ze verlagen hun metabolisme om energie te besparen tijdens een periode van voedselschaarste in de winter. Dit doen winterslapers onder andere door hun lichaamstemperatuur drastisch te verlagen van 37 graden Celsius naar ongeveer 4 graden Celsius. Daarbij halen de winterslapers, vergeleken met tijdens wakkere periodes, ook bijna geen adem en klopt het hart veel minder vaak. Hamsters gaan gedurende de winter herhaaldelijk periodes in winterslaap; enkele dagen koud afgewisseld met een dag warm. De winterslapende organen maken hierbij veelvuldig een situatie mee die vergelijkbaar is met een transplantatie: keer op keer een periode van zuurstofarm bloed en een lage temperatuur, afgewisseld met een normale lichaamsactiviteit. Het grote verschil met humane orgaantransplantatie is dat er bij de organen van een hamster geen schade ontstaat.

Hendriks onderzocht de mitochondriën (energiefabrieken van de cel) van winterslaper en niet-winterslaper cellen en keek wat de effecten zijn van temperatuur op de functie van mitochondriën. Daarbij keek Hendriks naar eventuele schade die de mitochondriën veroorzaken. Hierbij toonde hij aan dat mitochondriën van een winterslaper tijdens de kou weliswaar minder actief zijn, maar voldoende in staat blijken om energie te blijven produceren, zonder dat schade zich daarbij opstapelt. Menselijke mitochondriën blijken daarentegen disfunctioneel in de kou: er wordt te weinig energie geproduceerd, waardoor cellulaire schade zich opstapelt en de cellen uiteindelijk doodgaan. Met behulp van het naar rotte eieren stinkende gas H2S heeft Hendriks een winterslaap-achtige situatie gecreëerd in hele nieren in een transplantatie setting.

CV Koen Hendriks Koen Hendriks (1994) studeerde Geneeskunde aan de Rijksuniversiteit Groningen (RUG). Tijdens de masterfase van zijn studie startte hij een onderzoeksproject naar de effecten van temperatuur op mitochondriën. In 2017 ontving hij hiervoor een beurs van de Junior Scientific Masterclass, waarmee hij zijn promotieonderzoek voortzette bij de Klinische Farmacie en Farmacologie tezamen met de Experimentele Chirurgie, beide verbonden aan de RUG en het Universitair Medisch Centrum Groningen (UMCG). Naast zijn onderzoek en Geneeskundestudie zette hij zich in voor het verspreiden van patiënteninformatie en Ehealth via de stichting BetrouwbareBron en Inforium. Na de semi-artsstage bij de Anesthesiologie en de Intensive Care studeerde Hendriks af voor Geneeskunde en begon als arts bij de Intensive Care in het UMCG. De titel van zijn proefschrift luidt: Hibernating mitochondria, the cool key to cellular protection and transplant optimization. Mitochondrial aspects of hibernators and non-hibernators in hypothermia.

Proefschrift: http://hdl.handle.net/11370/a2682187-076c-4997-8bba-6fb3234d5222