Amogh Desai
Nanopore-technologie bij het managen van acuut hartfalen
Tijdens mijn academische reis was ik betrokken bij verschillende onderzoeksprojecten op het gebied van wiskundige modellering, moleculaire simulaties en eiwitbiochemie. Mijn interdisciplinaire vaardigheden hebben mijn enthousiasme voor wetenschappelijke innovatie gevoed. In mijn HTRIC PhD-project ligt mijn focus op het ontwikkelen van nanoporiesensoren voor het detecteren van natriumniveaus bij patiënten met hartfalen. Door mijn interdisciplinaire achtergrond te combineren met geavanceerde technologie, wil ik een betekenisvolle impact creëren in de gezondheidszorg en biotechnologie.
Dit project is aangevraagd door prof. dr. Giovanni Maglia (FSE) en dr. Kevin Damman (UMCG).
Start project: september 2023
Eiwitnanoporiën om natrium in de urine te meten voor gepersonaliseerde diuretische therapie
Hartfalen is een aandoening waar miljoenen mensen wereldwijd last van hebben, en het komt hierop neer: het hart kan het bloed niet zo efficiënt rondpompen als zou moeten. Deze strijd om aan de eisen van het lichaam te voldoen leidt tot vochtophoping, waardoor symptomen zoals zwelling (oedeem) en kortademigheid ontstaan. Naarmate het hart verzwakt, kan het de vochtbalans niet langer in stand houden, en patiënten voelen zich vaak belast door hun eigen lichaam. Om dit tegen te gaan, voeren artsen gewoonlijk diuretische therapie uit, waarbij medicijnen worden gebruikt die zijn ontworpen om het lichaam te helpen overtollig vocht kwijt te raken door de urineproductie te bevorderen.
Het standaarddoel van de behandeling van hartfalen is om de vloeistofniveaus van het lichaam weer normaal te maken. Het monitoren of een patiënt voldoende vocht verliest, is echter niet altijd eenvoudig. Artsen vertrouwen vaak op indirecte signalen zoals gewichtsverlies, maar deze kunnen traag en onbetrouwbaar zijn. Sommige patiënten vertonen in een vroeg stadium weinig respons op de behandeling, wat tot verdere complicaties kan leiden.
Dit is waar natriurese, of natriumverlies in de urine, een rol speelt. Omdat diuretica werken door het lichaam te helpen natrium uit te scheiden (dat water meetrekt), zou het monitoren van de natriumspiegels in de urine een duidelijker beeld kunnen geven van hoe goed de therapie werkt. Studies hebben aangetoond dat patiënten die niet voldoende natrium uitscheiden, slechtere resultaten hebben, waaronder een grotere kans op overlijden of heropname in het ziekenhuis. Aan de andere kant hebben degenen die meer natrium verliezen de neiging het beter te doen, ook al is hun algehele vochtverlies niet zo dramatisch.
Door gebruik te maken van moleculaire biologie en geavanceerde elektrofysiologische technieken is het ons doel om een op eiwitten gebaseerde biosensor te ontwikkelen die het natriumgehalte in de urine nauwkeurig kan meten. Deze biosensor zou realtime feedback kunnen geven over hoeveel natrium een patiënt uitscheidt, wat een preciezere manier biedt om de diuretische therapie op maat te maken. De huidige methoden voor natriummeting omvatten het verzamelen van urinemonsters over een tijdsbestek van 24 uur. Voor verpleegkundigen kan dit proces arbeidsintensief zijn. Het verzamelen van spot-urinemonsters vereist een zorgvuldige timing, coördinatie met de patiënt en de juiste etikettering om nauwkeurigheid te garanderen. In drukke ziekenhuisomgevingen betekent het beheren van meerdere patiënten dat deze taken in evenwicht moeten worden gebracht met andere essentiële taken, zoals het bewaken van vitale functies, het toedienen van medicijnen en het voorzien in de behoeften van de patiënt. Daarom is ons doel om een proof-of-concept te ontwikkelen voor geautomatiseerde natriummeting in urine, waardoor een gepersonaliseerde behandeling van hartfalen mogelijk wordt.
Werken als promovendus in het lab was zowel uitdagend als lonend. Een van de hoogtepunten van mijn ervaring is het van de grond af aan ontwikkelen van mijn project. Ik heb genoten van de vrijheid om experimenten te ontwerpen en te brainstormen over creatieve oplossingen om de belangrijkste kwesties in mijn onderzoek aan te pakken. Ik heb ook het geluk deel uit te maken van een ondersteunend laboratoriumteam, dat altijd klaar staat om advies te geven, problemen op te lossen en mij nieuwe technieken te leren. Dit gevoel van kameraadschap maakt zelfs de moeilijkste momenten gemakkelijker om te navigeren. Buiten het laboratoriumwerk werken we vaak samen via activiteiten zoals internationale potlucks, racketsporten en zelfs karten! Over het geheel genomen is mijn tijd in het lab ongelooflijk bevredigend geweest, en ik ben blij om te blijven leren en groeien naarmate ik verder kom in mijn project.