Bekijk ook de korte informatieve film over stamcellen (a stem cell story)

De Stamcel blijft bescheiden

Het is duidelijk dat vandaag de dag niet iedereen even enthousiast is over de vorderingen van het stamcelonderzoek. Zolang de experimenten zich beperkten tot ratten en muizen was er geen vuiltje aan de lucht. Maar de fameuze doorbraken bij proefdieren hebben wereldwijd het verlangen gewekt de successen met menselijke stamcellen te herhalen. Dat is echter niet zo eenvoudig. Aangezien het onderzoek zich in eerste plaats richt op embryonaal weefsel, staat dit voor veel mensen gelijk aan moord.

In de Verenigde staten, de bakermat van het stamcelonderzoek, leek het er zelfs even alsof op dat president Bush de tegenstanders hun zin wilde geven en de universiteiten geen rechten meer te verlenen. De medische wereld ging in het verweer met een nog nooit eerder vertoond media-offensief. Ook de Europese pers liet zich niet onbetuigd. Kranten en tijdschriften overspoelden ons met veelbelovende resultaten, nieuwe ontdekkingen en geslaagde experimenten. Op 9 augustus 2001 volgde een zucht van verlichting: Bush toonde zich bereid verder onderzoek op bestaande stamcellijnen - over de hele wereld zijn er vierenzestig erkend door de Amerikaanse National institutes of Health - met belastinggeld te sponsoren. "De keuze tussen leven en dood is daar al genomen", verantwoordde de president zijn beslissing. Van in- vitro fertilisatie overgebleven embryo's gebruiken om er vers materiaal uit te "oogsten" was daarentegen ging brug te ver en het actief creëren van embryo's voor onderzoek botste al helemaal op een presidentieel "no". Ondanks het achterpoortje - het verbod geldt alleen voor onderzoek dat wordt gefinancierd met overheidsgeld - reageerden tal van wetenschappers ontgoocheld. Het razende tempo waarmee de puzzelstukjes worden blootgelegd, geeft velen de indruk dat het onderzoek vergevorderd is. Maar wanneer stamcellen hun therapeutische beloften kunnen inlossen, is nog veel onderzoek nodig, heel veel onderzoek. En daar hoort bijgevolg ook nog heel veel onderzoeksmateriaal bij.

Ambitieuze plannen

De stamcellen beloven ons wel grootse dingen. Vanuit een kweekschaaltje zullen ze eropuit gestuurd kunnen worden om beschadigde weefsels te repareren. Bijvoorbeeld naar de substantia nigra in de hersenen om er de vernietigende effecten van de Ziekte van Parkinson op het brein terug te draaien. De vele patiënten met diabetes type I zouden in plaats van de steeds weerkerende insulinespuit kunnen kiezen voor een enkele stamcelinjectie. En na een hartinfarct zouden de ingespoten reparatiecellen de beschadigde motor kunnen oplappen. Wachten op donororganen zal tot het verleden behoren. Ook ruggenmergletsels zullen na een injectie met de wondercellen spontaan herstellen. En klaag dan vooral niet meer over een akkefietje als reumatoïde artritis, maar laat u behandelen met uw eigen genetisch gemodificeerde stamcellen. Het klinkt geweldig, alleen zijn we in de praktijk nog lang niet zo ver.

De ambitieuze plannen zijn ingegeven door twee bijzondere eigenschappen van stamcellen. Een eerste is hun vermogen om zich tot elk celtype van het lichaam om te vormen. Wanneer we ons lichaam vergelijken met een fabriek, dan mogen we rustig stellen dat daar een niveau van arbeidsverdeling wordt bereikt waar menig manager wat van kan leren. De meer dan tweehonderd soorten somatische cellen kwijten zich allen met overgave van hun specifieke taak. Om die zo goed mogelijk uit te voeren, heeft elke soort maar een klein deeltje van het erfelijk materiaal, het DNA, nodig en brengt hij een eigen selectie van genen tot uitdrukking. Het ongebruikte deel van het DNA wordt in de kern geblokkeerd. Dit proces noemen we differentiatie. Zodra een cel een beroepskeuze heeft gemaakt, zal hij zich daar gedurende zijn hele carrière aan houden. een stamcel lijkt daarentegen meer op de eeuwige student: hij schuift de beslissing voor zich uit en houdt alle opties open.

Een gedifferentieerde cel vermenigvuldigt zich zelden of niet. Wanneer een orgaan door ziekte of ongeval beschadigd raakt, kunnen gespecialiseerde lichaamscellen het dode of aangetaste weefsel niet goed vervangen. Dat brengt ons bij de tweede bijzondere eigenschap. Stamcellen kunnen praktisch onbeperkt dochtercellen vormen of "prolifereren". Bij elke deling zal minstens één cel een nieuwe stamcel zijn, zodat het voortbestaan is verzekerd. Met andere woorden: stamcellen kunnen zichzelf met andere woorden vernieuwen. De tweede dochtercel kan een partieel gedifferentieerde voorlopercel zijn, die via een reeks delingsstappen tot specifieke celtypes zal leiden. Daarna valt het delen stil. Proliferatie en differentiatie zijn het begin- en eindpunt van een proces dat van een stamcel tot lichaamcel leidt.

Wetenschappers hopen nu van de neiging tot prolifereren gebruik te maken om in vitro grote hoeveelheden stamcellen aan te maken. Om transplantaties uit te voeren of organen te herstellen zijn nu eenmaal veel cellen nodig. Wanneer een voldoende grote hoeveelheid is aangelegd, kunnen de stamcellen worden aangestuurd om in de gewenste richting te differentiëren, bijvoorbeeld tot de voorlopers van hartcellen. In het lichaam van de patiënt zullen de cellen naar het beschadigde orgaan migreren. In dit geval naar het hart, waar ze de plaats innemen van de hartspiercellen die na een infarct zijn afgestorven.

Een mens is geen muis

De medische wetenschap bestudeert de bijzondere eigenschappen van embryonale stamcellen, kortweg ES, al twintig jaar bij proefdieren. ES uit muis-blastocysten, holle celclusters die kort na de bevruchting ontstaan, konden in vitro tot tien miljard dochtercellen worden vermeerderd. Om de proliferatie in stand te houden, moet wel de leukemie inhibitorische factor of LIF, een agens dat differentiatie tegengaat, aan het cultuurmedium worden toegevoegd. In de loop der jaren konden diverse onderzoeksteams allerlei lichaamcellen uit de muizenstamcellen genereren, waaronder de voorlopercellen van bloedvaten, voor dopamine en serotonine gevoelige neuronen en hormoonsecreterende pancreascellen. Maar een mens is geen muis en niets garandeert dat humane stamcellen zich op gelijkwaardige manier zullen gedragen. Zo schijnen ze zich alvast weinig aan te trekken van de aanwezigheid in het cultuurmedium van LIF. Ook de moleculen die ze op het celmembraan dragen en die worden gebruikt om maagdelijke, ongedifferentieerde cellen te herkennen, verschillen duidelijk van de merkers die "naïeve" muizencellen tot expressie brengen en de in vitro groei verloopt een stuk moeizamer. Het duurde tot 1998 vooraleer Science het heuglijke nieuws mocht publiceren dat dr James Thomson van de University of Wisconson er als eerste in was geslaagd humane embryonale stamcellen (hes) te isoleren en in cultuur te brengen. Zijn onderzoeksteam haalde de cellen uit de embryo's die waren gecreëerd om onvruchtbare paren aan kinderen te helpen. Zesendertig verse en ingevroren rest-embryo's leidden uiteindelijk tot vijf cellijnen. In de loop van de voorbije twee jaren deelden die allereerste hes vele honderden keren en genereerden in vitro miljoenen dochtercellen. Daarmee doen ze hun reputatie van zelfvernieuwende cellen alle eer aan.

Pluripotentie aangetoond

Inmiddels leverden onderzoekers de bewijzen dat humane ES zich net, als de ES uit muizen, kunnen differentiëren tot gespecialiseerde cellen van zowel ecto-, endo- als mesodermale oorsprong (de drie kiembladen) , een eigenschap die doorgaans wordt aangeduid als pluripotentie. Wanneer hes in de testes van laboratoriummuizen worden geïnjecteerd, groeien ze uit tot teratoma's, goedaardige gezwellen die de meest diverse weefsels bevatten, zoals (kraak)been, spiercellen, neuronen, bloedvaten en zelfs tandweefsel of haren, wat een vrij grotesk amalgaam oplevert. Ook in vitro differentiëren de hes - na verwijdering van de speciale "voedercellen" die proliferatie in laboratoriumomstandigheden gaande houden - spontaan uit tot meerdere weefseltypes.

In hetzelfde jaar als Thomson boorde dr John Gearhart van de John Hopkins University op succesvolle wijze een tweede bron van pluripotente stamcellen aan. Hij nam de primordiale kiemcellen, de voorlopers van de geslachtscellen, weg uit geaborteerde foetussen van vijf a negen weken oud. Ofschoon de vorming van alle weefseltypes niet in vitro kon worden bewezen - de cellen vormen na injectie bij muizen geen teratoma's - tonen ook deze zogenamde embryonic germ cells of EG zich in vitro bijzonder flexibel. Net als de ES kunnen ze cellen uit de drie kiembladen vormen en mogen ze dus pluripotent worden genoemd. Ook al zijn hun differentiatiemogelijkheden gereduceerd. Ze beschikken immers niet langer over de volledige waaier aan chemische modificatiemechanismen die ES gebruiken om genen te (de-)blokkeren. Ook hun mogelijkheden tot proliferatie zijn enigszins beperkt. Ze delen geen honderden keren, maar vermeerderen maximaal zeventig tot tachtig keer.

In vitro kunnen de hes en heg worden geïnduceerd om uit te groeien tot zogenaamde embryonale lichaampjes, celclusters die voorlopercellen bevatten van alle mogelijke weefseltypes, maar waarvan de precieze samenstelling zich moeilijk laat voorspellen. De differentiatiemogelijkheden van de ES en EG zijn natuurlijk pas interessant als ze kunnen worden gestuurd. Dit wil nu al lukken voor insuline- producerende pancreascellen, contractiele hartspiercellen en bloedcellen. De uitdagingen blijven echter groot. De cellen moeten het juiste evenwicht vinden tussen proliferatie en differentiatie. Uiterlijke kenmerken van de gespecialiseerde cellen volstaan bovendien niet om een opgelegde differentiatie geslaagd te noemen. De eindproducten moeten in vitro ook echt functioneel worden. Voor insuline-secreterende cellen betekent dit dat ze de vrijgemaakte insuline niet zomaar mogen vrijgeven, maar dat moet dan op basis van het in het bloed geregistreerde glucosegehalte. Hoewel onderzoekers al heel veel met groeifactoren hebben geëxperimenteerd, blijft een zweem van mysterie hangen rond de precieze mechanismen die de stamcellen in een bepaalde richting sturen. Vaak wordt het aan de natuur overgelaten om de juiste signalen te geven. Het genereren van hartcellen bijvoorbeeld kan gedaan worden door hes in cultuur te brengen in aanwezigheid van muis-blastocysten, de voorlopers van hartcellen. Er werd immers al meermaals geconstateerd dat de omgeving waarin een cel terechtkomt bepalend is voor de gekozen differentiatierichting.

Voorraadje volwassen stamcellen

Sinds de overschakeling van proeven met dieren naar experimenten op menselijke embryonale stamcellen, zijn er misschien wel even veel artikelen gepubliceerd over de ethische implicaties van het onderzoek als over de bevindingen van de wetenschappers zelf. Het idee dat de wetenschap beginnend menselijk leven uit elkaar peutert alsof het kikkerdril was,bezorgt heel wat mensen acute buikpijn.Het debat wordt dan ook gevoerd op het scherp van de snede.Nu blijkt dat ook volwassen mensen in vrijwel elk orgaan een voorraadje stamcellen hebben, gaan meer en meer stemmen op om het onderzoek toe te splitsen op de zogenaamde adulte stamcellen of AS.

Drie tot vier dagen na de bevruchting

Het gebruik van stamcellen is eigenlijk niet nieuw. Ze worden al meer dan veertig jaar gebruikt in beenmergtransplantaties, waarbij ze vanzelf naar het bot van de ontvanger migreren. Van daaruit kunnen ze de levensnoodzakelijke bloedcelvorming herstellen. De stamcellen uit het beenmerg vormen de rode bloedlichaampjes, de verschillende types witte bloedlichaampjes en de bloedplaatjes. We noemen ze daarom multipotent. Ze kunnen tot een aantal celtypes differentiëren, maar ze beperken zich wel tot dat ene orgaan waar ze thuishoren.

Hoewel niet altijd even onomstotelijk, werd ook in andere organen de aanwezigheid van AS aangetoond, zoals in de pancreas, de lever, de skeletspieren, de huid, het oog en het gebit. Zelfs in de hersenen, waarvan lang gedacht werd dat ze niet tot regeneratie in staat waren, verschuilen zich ongedifferentieerde cellen die na ontvangst van de juiste signalen kunnen uitgroeien tot de verschillende componenten van het brein (neuronen, oligodendrocyten en astrocyten). De waarschuwing dat je na een avondje flink doorzakken door verlies van hersencellen voorgoed aan IQ- hoogte hebt ingeboet, berust dus gelukkig op een misverstand

De interesse voor adulte stamcellen nam pas de huidige proporties aan toen bleek dat ook zij met de nodige aansporingen in zeer uiteenlopende richtingen kunnen differentiëren. AS in beenmerg en in hersencellen zijn het best gekarakteriseerd. Stamcellen uit de hersenen, die van neuro-ectodermale oorsprong zijn, blijken zich te kunnen ompolen tot bloed- of spiercellen, beide afkomstig van het mesodermale kiemblad. Stamcellen uit het beenmerg leggen even gemakkelijk de weg af tot neurale, spier- en levercellen. Tot nu toe zijn geen AS bekend die weefsels uit alle drie de kiembladen kunnen vormen en dus pluripotent zijn

Beenmerg bevat bijvoorbeeld naast de hematopoietische stamcellen ook stromale stamcellen, die de bouwstenen produceren voor de bloedvaten en waarvan al werd aangetoond dat ze zich omvormen tot kraakbeen-, gladde spier- en vetcellen. Wanneer onderzoekers uit neurale stamcellen bloedcellen doen ontstaan, moeten ze onomstotelijk kunnen aantonen dat die niet het resultaat zijn van een verdwaalde hematopoetische stamcel. Dat kan alleen door klonen. Wij hebben het hier niet over Dolly en consorten, maar over de techniek waarbij door deling een heleboel identieke cellen worden gemaakt uit een individuele cel. Lang niet alle studies leveren die bewijzen of tonen aan dat de gedifferentieerde cellen werkelijk functioneel zijn. In een aantal experimenten lukte dat wel, onder andere in een experiment waarbij beenmergcellen van een mannelijke muis werden in gespoten bij een wijfje met een leverdefect. De zieke vrouwtjesmuis genas. Gelijkwaardige resultaten zijn ook al behaald bij de mens. Op dezelfde manier werd ontdekt dat neurale stamcellen die in de spieren van mensen en muizen werden gespoten, tot functionele spiercellen kunnen uitgroeien.

Stamcellen migreren uit zichzelf naar de plaats waar hun hulp nodig is. Ze drijven met de bloedstroom mee en "leggen aan" op die plaatsen in het lichaam waar ze receptoren vinden voor de specifieke moleculen in hun celmembraan. Voorlopig moeten we nog raden naar de exacte identiteit van de factoren die dit proces besturen of beïnvloeden. Overigens, ook bij beenmergtransplantaties wordt het bloed gewoon via een infuus toegediend en zoekt het zelf zijn weg naar het beenmerg.

Volwassen stamcellen of AS zijn moeilijk te herkennen, te isoleren en in vitro te vermeerderen. Ze stoppen snel met delen om zich meteen te specialiseren tot de celtypes waarvoor ze voorbeschikt zijn. Zelfs de hyperactieve beenmergcellen laten het in een kweekschaaltje afweten. De aantallen waarvan als basis kan worden uitgegaan, zijn ook al niet groot. In het beenmerg laat slechts één op de tien tien à vijftienduizend cellen zich als een stamcel herkennen.

Een tweede mogelijke oplossing waar geen ongeboren leven aan te pas komt en die volop wordt bestudeerd, is het gebruik van navelstrengbloed, dat onmiddellijk na de geboorte uit de doorgeknipte navelstreng wordt gewonnen en relatief veel stamcellen bevat. Onderzoekers vermoeden dat deze cellen nog meer differentiatierichtingen kunnen inslaan dan de adulte stamcellen, maar voorlopig wil het kweken niet goed lukken.

Doordat ze nog altijd niet hebben achterhaald waar deze AS precies vandaan komen, blijven wetenschappers dromen van de universele stamcel, die - als hij al bestaat - waarschijnlijk in de bloedstroom te vinden is. De vaststelling dat AS zich in de verschillende organen bij voorkeur in de buurt van een bloedvat nestelen, versterkt dit vermoeden. Toch zijn er aanzienlijke verschillen tussen de AS in de diverse organen. In het beenmerg prolifereren de hematopoetische stamcellen voortdurend om grote aantallen gedifferentieerde bloedcellen te kunnen vrijgeven, terwijl de meeste organen daarentegen rustende stamcellen bevatten.

Telomerase voor eeuwige jeugd Waar embryonale stamcellen onbeperkt kunnen blijven delen, tonen volwassen of adulte stamcellen (AS) zich heel wat minder bereidwillig. Hoe ouder de patiënt, des te moeilijker de AS aan de praat te krijgen zijn. Gewone lichaamscellen hebben er al helemaal geen zin meer in. Het verschil zit hem in de telomeren, repetitieve DNA-sequenties aan het uiteinde van de chromosomen. Ze bevatten geen functionele informatie, maar dienen om de DNA-strengen te beschermen. (klik op het plaatje voor een vergroting.)

In gewone lichaamscellen wordt de telomeersequentie bij elke deling een stukje korter. Het DNA-polymerase, het enzym dat instaat voor de verdubbeling van het genetisch materiaal bij elke celdeling, slaagt er niet in het laatste stukje van de chromosomen over te schrijven. Na een groot aantal delingen blijft bijna niets over van de telomeren, waarna de lichaamscel in delingsrust gaat of afsterft. Bij verdere delingsrondes zou immers het essentiële DNA beginnen weg te knabbelen. Cellen die zich gedurende lange tijd kunnen blijven vermenigvuldigen en zogenaamd onsterfelijk zijn, behouden hun lange telomeren. Ze beschikken over een bijkomend enzym, telomerase, dat na elke deling het verloren stukje repetitief DNA weer bijmaakt. Hetzelfde enzym maakt het ook kankercellen mogelijk zich te blijven delen. Hieruit stamt de vrees dat embryonale stamcellen aanleiding kunnen geven tot de vorming van tumoren vindt hierin een bijkomend argument. Anderzijds zullen adulte stamcellen misschien verouderd weefsel vormen. De makers van Dolly ontdekten dat het schaap twee jaar na de geboorte eigenlijk al acht lentes telde. Differentiatie van de zes jaar oude uierkern waaruit Dolly na kerntransplantatie ontstond, kon de telomeerverkorting niet ongedaan maken.


Wat moeten we ermee?

ES blijken bijzonder ontvankelijk voor genetische modificatie. De opname van een vreemd gen in het eigen DNA gebeurt namelijk alleen tijdens celdeling. Een kolfje naar de hand van de stamcel dus. Ze vormen wellicht het ideale vehikel voor de introductie van therapeutische genen in het lichaam. Hierbij denken we vooral aan auto-immuunziektes, zoals diabetes mellitus type I en reumatoïde artritis. ES die bijvoorbeeld zijn voorzien van een gen dat codeert voor bepaalde cytokinebindende eiwitten, zouden ervoor kunnen zorgen dat de concentratie van deze afweerstimulerende stoffen in het bloed daalt en de immuunrespons tegen het eigen weefsel kalmeert. Door zelfvernieuwing zouden de ES er bovendien in kunnen slagen de remediërende stoffen langdurig vrij te geven. Genetisch gewijzigde ES kunnen ook heel wat te bieden hebben in de strijd tegen kanker. Tot voor kort richtte het onderzoek zich trouwens vooral op deze toepassing.

Waar menig dokters- en patiëntenhart sneller van gaat kloppen, is ongetwijfeld de hoop op orgaanreparatie. Niet alleen ligt daar misschien de oplossing voor het wereldwijde tekort aan donororganen, maar wellicht kan de onherstelbare schade aangericht door bijvoorbeeld de ziekte van Parkinson of Alzheimer er ooit mee worden teruggedraaid. De meest betrouwbare experimenten die er op wijzen dat stamcellen geschikt zijn om beschadigde organen te herstellen en aangetaste functies over te nemen, werden uitgevoerd op muizen. Daarbij werden typisch menselijke aandoeningen nagebootst. Het afbinden van één van de kransslagaders is een beproefde methode om laboratoriumdieren een hartaanval te bezorgen.

Het stimuleren van een complexe motorischeaandoening als amyotrofische laterale sclerose (ALS), gebeurt door besmetting met het sindbisvirus dat de motorische voorhoorncellen in het ruggenmerg vernietigt en de karakteristieke verlammingsverschijnselen veroorzaakt. Beide toestanden werden al succesvol met stamcelinjecties behandeld. Ook voor de ziekte van Parkinson en diabetes mellitus geven proefdierexperimenten hoop op beterschap. De verworven resultaten zijn op zich wel betekenisvol, maar mogen niet zomaar naar de mens worden geëxtrapoleerd. Zelfs als de stamcellen uiteindelijk niet aan al die hooggespannen verwachtingen voor menselijk therapeutisch gebruik tegemoet kunnen komen, dan nog zullen ze een aanzienlijke bijdrage kunnen leveren aan het wetenschappelijk onderzoek. Stamcellen bieden de mogelijkheid het effect van nieuwe geneesmiddelen rechtstreeks op de doelwitcellen aan te tonen en om inzicht te verwerven in de verborgen processen die leiden tot differentiatie en dedifferentiatie van cellen. Misschien levert dit soort onderzoek uiteindelijk therapieën op voor tal van aangeboren aandoeningen. Zo wilde dr. Gearhart niet zozeer de eerste zijn om stamcellen te kweken uit primordiale kiemcellen, maar was hij op zoek naar een geschikt instrument om het syndroom van Down te bestuderen.

Nog niet zomaar uit de diepvriezer

We staan nog ver af van de situatie dat de arts voor elke mogelijke ziekte of handicap een setje stamcellen uit de diepvriezer kan vissen. Therapeutisch gebruik is vandaag de dag hoegenaamd nog niet verantwoord. De neiging tot zelfvernieuwing die stamcellen zo interessant maakt, brengt grote risico's mee. Proliferatie en schijnbare onsterfelijkheid zijn eigenschappen die ook kankercellen kenmerken. Dat het injecteren van ongedifferentieerde ES aanleiding kan geven tot de vorming van teratoma's - ook al zijn dat goed aardige gezwellen- voorspelt weinig goeds. Misschien verliezen het deze vervelende eigenschap wel wanneer ze in vitro worden omgevormd tot meer gespecialiseerde celtypes, maar zolang de onderliggende mechanismen van het differentiatieproces onvoldoende bekend zijn, zullen weinig wetenschappers met de hand op het hart durven zweren dat differentiatie niet spontaan kan optreden. Het is trouwens niet eens duidelijk welk differentiatieniveau voor transplantatie het meest geschikt zou zijn.

Net zoals de gedifferentieerde lichaamscellen, brengen ook de stamcellen het volledige gamma membraanmoleculen tot expressie die het immuunsysteem gebruikt om het onderscheid te maken tussen eigen cellen en cellen die het als vreemd beschouwt. Deze zogenaamde MHC-moleculen (majeure histocompabiliteitscomplex) zorgen ervoor dat lichaam van de patiënt de organen van een niet compatibele donor afstoot. Transplantatie van stamcellen wordt daarom meestal getest bij muizen waarvan het immuunsysteem is lamgelegd.

Het therapeutisch gebruik van stamcellen zal pas mogelijk worden als donor en ontvanger dezelfde MHC-moleculen tot expressie brengen. Om voor elke patiënt een compatibele stamcel te vinden zou zijn, moeten duizenden verschillende stamcellijnen worden aangelegd. Maar de kans echter dat de publieke opinie daarmee instemt, is op dit moment behoorlijk klein. Een andere mogelijkheid bestaat erin de expressie van weefseltypische antigenen door genetische manipulatie te veranderen of te blokkeren. (klik op het plaatje voor een vergroting.) Eventueel zou op die manier een universele donorstamcel kunnen worden gecreëerd. Wanneer de patiënt zijn eigen stamcellen toegediend kan krijgen, doet dit probleem zich natuurlijk niet voor. Maar omwille van de geringe proliferatiemogelijkheden vormen AS voorlopig geen volwaardig alternatief. Daarnaast lijken de differentiatierichtingen veel beperkter en zijn geprepareerde fracties zelden zuiver. Veilig gebruik van AS impliceert de aanmaak van zuivere cellijnen door klonen. Dat geldt niet voor de hemapoetische componenten uit het beenmerg, die voor transplantatie bruikbaar zijn omdat ze in het lichaam van de ontvanger hun reguliere functie mogen uitoefenen. De aanwezigheid van AS in alle organen staat trouwens nog altijd ter discussie, ondermeer wat de pancreas betreft. Hier dient de Dolly aanpak zich als mogelijke oplossing aan. Om het tekort op te lossen probeerden onderzoekers door middel van kerntransplantatie embryonale stamcellen te maken uit lichaamscellen van patienten. Veel moeten we daar voorlopig niet van verwachten. Gezien de geringe steun die momenteel te vinden is voor het gebruik van ten dode opgeschreven menselijke restembryo's, zal het aanmaken van embryo;s voor het genezen van zieke organen, het zogenamde therapeutisch klonen, nog wel een tijdlang in de koelkast blijven. Het klonen van het eerste menselijke embryo voor onderzoeksdoeleinden belooft de controverse in de Verenigde Staten weer te doen losbarsten. De recente prestatie van Advanced Cell Technology Inc (ACT) zou het witte huis er wel eens toe kunnen aanzetten ook de private onderzoeksinitiatieven aan banden te leggen.

De weg naar het hart

Bij een hartaanval blijft een deel van de hartspiercellen verstoken van zuustofrijkbloed en sterft het af. Tot nu toe zijn er geen bewijzen van de aanwezigheid van adulte stamcellen in het hart en als ze er toch zitten, dan doen ze weing om de schade te repareren. (klik op het plaatje voor een vergroting.) Littekenweefsel komt in de plaats van de afgestorven cellen waardoor het hart verzwakt. Pogingen om zulke letsels bij muizen door het transplanteren van gedifferentieerde hartspiercellen te herstellen, mislukten. Gelijkwaardige experimenten waarbij hematopoetische stamcellen uit het beenmerg in de ventrikelrand werden ingespoten, leidden wet tot regeneratie van de hartspier. Een ander studie toonde aan dat de pompfunctie ook herstelt wanneer de stamcellen in het beenmerg worden ingeplant, wat suggereerd dat ze op eigen houtje de weg vinden naar de hartspier. Ook met menselijke stamcellen werden bescheiden successen geboekt. In vitro bleken hes te differentieren tot contractiele cellen die die specifieke 'hartmerkers', oppervlaktemoleculen die typisch op het membraan van de hartspieren tot expressie komen, vertoonden.

Dr. Christine Mummery van het Hubrecht laboratorium in Utrecht leidt een van de onderzoeksgroepen die zich op dit soort experimenten toeleggen. Wanneer artsen de eerste infarctpatienten zullen kunnen behandelen, durft ze niet voorspellen. We kunnen al met enige regelmaat hes tot kloppende hartcelllen laten differentieren, maar we weten nog niet met welke soorten we precies te doen hebben. Zijn het atriumcellen, ventrikelcellen of pacemakerecellen? Daarna gaan we opzoek om grotere aantallen cellen te kweken en moeten we de celmengsels nog verder kunnen zuiveren. In maart 2001 durfden cardiologen van de universiteit van Dusseldorf het toch al aan een hartpatient te behandelen, weliswaar niet met embryonale stamcellen maar met volwassen stamcellen uit zijn eigen beenmerg. De hartspier van de man was ernstig beschadigd aan het linkerventrikel. Tien weken na de behandeling zou de pompfunctie verbeterd zijn en het letsel aanzienlijk gekrompen. De resultaten stuiten op heel wat scepsis van collega-onderzoekers. Ze vinden het onverantwoord op basis van enkele experimenten met muizen meteen een mens als proefkonijn te gaan gebruiken. Andere onderzoeksgroepen slagen er momenteel zelfs ter nauwernood in de resultaten van de laboratoriumtest op muizen succevol te herhalen.

Wetenschappers vragen meer

Als de nood het hoogst is, toont de mens zich het creatiefst. Amerikaanse onderzoekscentra, waanonder ook ACT, zijn druk doende met het creeren van niet levensvatbare menselijke embryo's uit onbevruchte eicellen. Die kunnen welliswaar stamcellen produceren,. maar nooit uitgroeien tot tot een volwaardig mensenkind. Een bijzonder gehaaide poging om de ethici een stapje voor te zijn. Met muizen en apen schijnt het alvast te lukken. Onderzoekers van de PPL therapeutict of Blacksburg Verginia gaan nog verder. Zij zijn er naar eigen zeggen al in geslaagd de huidcellen van een volwassen koe te herprogrammeren tot stamcellen, die ze dan opnieuw lieten uitdifferentieren tot pulserende hartcellen. En dat zonder dat er ook maar een embryo, levensvatbaar of niet, aan te pas moest komen.

De wetenschap mag sowieso haar volledige kapitaal niet op het therapeutisch klonen verwedden en moet investeren in andere mogelijkheden om het afstotingsprobleem te tackelen. Het gebruik van eigen cellen is immers niet altijd aan te bevelen. Denk maar aan erfelijke ziektes zoals sommige vormen van leukemie, waarbij het defect in de genen van de eigen cellen ingebakken zit. Het team van diezelfde dr. Thomson die in 1998 de wereld verblijde met de eerste humane ES, rapporteerde onlangs over een andere manier om het afstoting probleem te omzeilen. We weten al langer dat de mensen die een volledige beenmergtransplantatie hebben ondergaan geen afstotingsreactie meer vertonen tegen organen afkomstig van dezelfde donor. Dat is niets om verwonderd over te zijn, aangezien de immuuncellen van de patient afgeleid zijn van het gedoneerde beenmerg. Volgens dit zelfde principe hopen de onderzoekers door stamceltransplantatie tolerantie op te wekken tegenover organen die buiten het lichaam op basis van dezelfde stamcellen werden gemaakt.

Nog naar weinig laboratoria beschikken over humane stamcellen. De vierenzestig door het NIH erkende stamcellijnen gaan momenteel de hele wereld rond. Het Hubrecht laboratorium in Utrecht werkt bijvoorbeeld met Australische cellen. Om het onderzoek verder te zetten, vragen de wetenschappers toestemming de duizenden restembryo's in de vrieskasten, die zowieso ten dode zijn opgeschreven, te mogen gebruiken om nieuwe ES in cultuur te brengen. In Nederland keurde onlangs de Tweede Kamer de embryowet goed. Als nu ook de Eerste Kamer haar ja woord geeft, verliezen de diepgevroren restembryo's hun status van verboden vrucht en kunnen de nederlandse universiteiten met eigen stamcelculturen van start gaan. Therapeutisch klonen, het aanmaken specifiek voor dit doel van embryo's mag voorlopig niet.

De embryowet laat wel een opening om het debat in de toekomst, wanneer wat meer duidelijkheid bestaat rond eventuele risico's en tegenwerpingen, opnieuw op te starten. In Belgie zou therapeutisch klonen vandaag wat minder problemen opleveren, niet omdat de wetgever zo vooruitstrevend is, maar omdat van enige wet voorlopig nog geen sprake is. De bijzondere commissie van bio-ethische problemen belooft er binnenkort de schouders onder te zetten wegens meer dan hoogdringend. Het onderzoek vordert immers snel. De kaarten liggen over een aantal maanden misschien helemaal anders. Ook blijft hij voorlopig bescheiden, over de stamcel is het laatste woord voorlopig nog lang niet gezegd.

Ongedifferentieerde stamcellen uit het laboratorium van James Thomson. De stamcellen zijn de grote ronde cellen. De langwerpige cellen tussen de stamcellen in zijn zogenaamde 'feeder'-cellen waarop de stamcellen groeien.

Artikel: eos magazine Januari 2002