Menu Close

Zo goed als nieuw: de kweekbare mens

Ons lichaam heeft meer mogelijkheden om zichzelf te vernieuwen dan lang werd gedacht. Gekweekte stamcellen kunnen kwakkelende organen nog een handje helpen, en in de toekomst misschien zelfs zorgen voor een vers exemplaar.

Geen maand gaat er voorbij zonder krantenberichten over spectaculaire resultaten van experimenten met embryonale stamcellen.

`Onderzoekers maken gewricht van stamcellen,’ aldus een kop begin deze maand; `Universele beenmergcel doet bloedvaten en hartspier groeien,’ luidde een andere de maand ervoor, om een paar dagen later te worden gevolgd door: ‘Hartkleppen groeien uit cellen van een patiënt.’

Betrekkelijk recente doorbraken in het opsporen, kweken en dirigeren van menselijke stamcellen zorgen voor een hausse aan optimistische medische berichten. Wie niet verder leest dan de koppen, zou denken dat binnenkort de eerste gloednieuwe organen verschijnen op eBay.

Die verwachting is natuurlijk overdreven — tot nog toe zijn eigenlijk alleen muizen op spectaculaire wijze van kwalen genezen, geen mensen. Voor klinische experimenten is het volgens sommige onderzoekers zelfs eigenlijk nog te vroeg.

Dat neemt niet weg dat stamcel-onderzoek wegen openlegt die tot nu toe onbegaanbaar leken. Meer dan voorheen werd gedacht bevat ons lichaam kiemen die oude organen en weefsels kunnen herstellen, en hun capaciteit te versterken lijkt een bereikbaar doel.

Wereldwijd steken bedrijven volgens schattingen al een half miljard euro per jaar in `weefsel-techniek’, of tissue engineering op zijn Engels. En dankzij een vorige maand toegekende overheidssubsidie van 25 miljoen euro doen Nederlandse bedrijven en onderzoekers serieus mee.

De stamcel-explosie begon vijf jaar geleden, toen twee Amerikaanse onderzoeksgroepen er kort na elkaar in slaagden menselijke embryonale stamcellen te isoleren en te kweken. De eerste groep, in Madison, haalde de cellen uit vijf dagen oude embryo’s, nog niet meer dan een minuscuul blaasje en overgebleven van een reageerbuisbevruchting; de tweede groep, in Baltimore, vond de cellen in foetussen van vijf tot negen weken, die door een abortus waren gedood. Zeventien jaar had het onderzoeksveld nodig gehad om een vergelijkbaar succes bij muizen in de mens te herhalen.

De embryonale stamcellen hadden twee opwindende kenmerken. Ten eerste bleven ze zich in de reageerbuis eindeloos delen, zonder `oud’ te worden zoals andere lichaamscellen van de mens. Ten tweede waren ze `multipotent’: mits ze op de juiste manier geprikkeld worden, kunnen ze uitgroeien tot vrijwel elk van de tweehonderd soorten cellen die ons lichaam telt.

Ook al is elke lichaamscel afkomstig van één enkele bij een bevruchting ontstane embryocel, in de weken en jaren die volgen gaan groei en voortschrijdende specialisatie hand in hand. Tegen de tijd dat onze botten, spieren, zenuwen en organen hun definitieve vorm aannemen, hebben bijna alle cellen hun flexibiliteit verloren. Ze zijn als takken aan een boom: hoe verder van de stam, hoe meer hun lot is bepaald. Zoals een blaadje aan de onderkant van de boom de top nooit meer zal bereiken, zo valt van een bloedcel geen levercel, hersencel of spiercel meer te maken.

Geen wonder dus dat de vondst van eindeloos kweekbare, multi-potente cellen voor opwinding zorgde: voor het eerst leek het mogelijk om in laboratoria een brede waaier aan menselijke lichaamscellen te produceren.

Het enthousiasme over embryonale stamcellen was nauwelijks bekoeld toen andere ontdekkingen volgden. Meer dan altijd gedacht bleken ook in volgroeide weefsels nog stamcellen te kunnen worden gevonden, zij het meestal in extreem lage aantallen (en wellicht daarom niet in staat zware schade te herstellen). Sommige stamcellen waren wel bekend, zoals beenmergstamcellen die continu rode- en witte bloedcellen aanmaken en daarom ook in behoorlijke aantallen voorkomen. Ook kenden we voorlopercellen – celtypen tussen stamcellen en volgroeide cellen in – in weefsels die zich regelmatig vernieuwen, zoals de huid, de darmwand en de slijmvliezen. Maar dat op tal van plaatsen heuse stamcellen te vinden zijn, ook in het netvlies, de lever, de alvleesklier en zelfs de hersenen, was een verrassing. Beenmerg lijkt inmiddels wel zes verschillende soorten stamcellen te bevatten, die samen niet alleen zorgen voor verse bloedlichaampjes en afweercellen maar ook voor nieuw kraakbeen, nieuw bot en nieuw vetweefsel.

Sommige onderzoeken suggereren zelfs dat stamcellen in het volgroeide lichaam haast even `plastisch’ zijn als stamcellen in een jong embryo. Beenmergstamcellen zouden, aldus de onderzoeken, ook kunnen uitgroeien tot spiercellen, levercellen en hersencellen; mits ze maar worden verleid met de juiste signaalstoffen, zo leek het, kunnen ook volwassen stamcellen hun genetische programma nog omzetten naar dat van iedere andere lichaamscel. Die optie zou vooral interessant zijn omdat het gebruik van menselijke embryo’s, hoe klein ook, veel mensen tegen de borst stuit. In de Verenigde Staten ligt het werk aan embryonale stamcellen hierom deels stil; in Europa proberen landen als Duitsland en Italië een binnenkort aflopende pauze verlengd te krijgen.

Of embryocellen en volwassen stamcellen op dit punt écht zo weinig verschillen, is echter nog onduidelijk. Het is maar één van de vele vraagtekens die nog door onderzoek weggenomen moeten worden. Kunnen volwassen stamcellen, net als embryonale stamcellen, bijvoorbeeld eeuwig jong blijven? Hoe kan het (voor medische behandelingen nog veel te kleine) aantal stamcellen flink worden opgevoerd? Zullen stamcellen uit embryo’s niet worden afgestoten, zodat elke patiënt eigenlijk zijn eigen stamcellen zou moeten krijgen? Hoe groot is de kans dat het toedienen van cellen met zo’n enorme groeikracht als neveneffect ook tumorgroei veroorzaakt?

In tal van ziekenhuizen wachten artsen het antwoord op al dit soort vragen echter niet af. Bij tientallen patiënten met de ziekte van Parkinson werden al embryonale stamcellen in hun hersenen gespoten, in de hoop daar de aanmaak van dopamine te stimuleren. (De eerste resultaten van die experimenten waren matig, maar ander onderzoek is nog aan de gang.)

Patiënten met versleten of beschadigde gewrichten, bijvoorbeeld als gevolg van reuma, krijgen dezer dagen extra kraakbeenvormende cellen ingespoten die in het laboratorium uit beenmergstamcellen zijn opgekweekt. Experimentele behandelingen van hartpatiënten spuiten gekweekte beenmergstamcellen in afgestorven of verzwakte delen van het hart, hopend dat nieuwe bloedvaten en nieuwe spiercellen verlichting kunnen brengen.

In de ogen van ontwikkelingsbiologen als Christine Mummery komen veel van zulke experimenten in ziekenhuizen eigenlijk wat te vroeg. Zelf boekte Mummery, die werkt in het Utrechtse Hubrecht-laboratorium, het afgelopen jaar succes door menselijke embryonale stamcellen in haar lab te laten uitgroeien tot `kloppende’ hartspiercellen. Maar om patiënten te kunnen behandelen is nog veel meer dieronderzoek nodig, vindt ze.

Toch zal, aangemoedigd door patiënten die niet kunnen wachten, het aantal gewaagde experimenten de komende jaren waarschijnlijk alleen maar toenemen. Aanvankelijk zal het daarbij vooral gaan om ziekten waarbij slechts één soort cel vervangen hoeft te worden, zoals suikerziekte, waarbij stamcellen misschien insuline kunnen gaan maken. Maar al snel zullen gedurfder proeven volgen, zoals pogingen om dwarslaesies of nierziekten te bestrijden.

Over tien jaar, gokt Mummery, staan leverziekten en complexere aandoeningen van het zenuwstelsel, zoals multiple sclerose, op het programma.

Met het oog op deze toekomst wordt, ook in Nederland, volop gewerkt aan projecten die klinken als science fiction: het construeren van hele organen, bestaand uit verscheidene celtypen en zo vormgegeven dat ze tijdens een operatie op andere systemen kunnen worden aangesloten.

De eerste successen op dit gebied zijn al bereikt. Onderzoekers in Boston bouwden bijvoorbeeld een functionerende urineblaas door op een mal van afbreekbaar bioplastic dunne laagjes bindweefsel, spierweefsel en dekweefsel uit stamcellen te genereren. Het resultaat transplanteerden ze in enkele proefhonden. Toen ze de dieren een tijd later onderzochten, was de plastic mal opgelost en hadden enkele bloedvaten en zenuwen contact met de kunstblaas gelegd.

Ingewikkelder wordt het wanneer organen niet bestaan uit een dun laagjes cellen maar uit een driedimensionale celstructuur. Elke lichaamscel heeft een zuurstofbron dichtbij nodig, en als een weefsellaagje in het lab dikker wordt dan een halve millimeter, geven de binnenste cellen snel de geest.

Verscheidene trucs zijn inmiddels uitgedacht om dit soort problemen te ondervangen. Sommige labs maken eerst vele dunne laagjes weefsel, die ze vervolgens stapelen tot een definitieve vorm met holten en bloedvaten. Andere construeren direct driedimensionale, poreuze modellen van bioplastic, inclusief inwendige kanalen op de plaats waar bloedvaten moeten komen. De theorie wil dat elk stukje bioplastic eigen signaalstoffen afgeeft, zodat na toediening van stamcellen de cellen in het nieuwe orgaan vanzelf de juiste vorm aannemen. Ook hier zou, na de transplantatie, het plastic vanzelf oplossen.

Het klinkt allemaal ongelooflijk, maar de eerste voorzichtige resultaten worden geboekt. Begin deze maand meldden onderzoekers in Chicago dat zij de kop van een menselijk kaakgewricht hebben nagebouwd door in een mal stamcellen op de juiste plaats tot bot- of kraakbeencellen te doen uitgroeien.

Toch kan de vervanging van complete organen voorlopig nog beter als verre toekomstmuziek worden beschouwd. Groot optimisme over medische doorbraken is vrijwel altijd voorbarig, zoals ervaringen met bijvoorbeeld gentherapie de laatste decennia nog eens ten overvloede hebben aangetoond.

Ook Mummery waarschuwt patiëntenverenigingen altijd niet te rekenen op snel succes. `Op hun bijeenkomsten ben ik meestal vrij somber,’ zegt de onderzoeker, om er een tikje cru aan toe te voegen: `Want tegen de tijd dat weefseltechnieken hun ziektes zullen kunnen genezen, zijn de meeste aanwezigen waarschijnlijk al dood.’

Related Posts