Persbureau Reuters kwam op 19 oktober met een kort maar opvallend bericht: voor het eerst slaagden wetenschappers erin een varkensnier naar een mens te transplanteren. De artsen van een academisch ziekenhuis in New York maakten hierbij gebruik van een genetisch gemodificeerd varken. De genen van het dier waren zo aangepast dat zijn weefsels niet langer een molecuul bevatten dat ervoor zorgt dat zijn organen bij transplantatie acuut worden afgestoten door de mens.

De ontvangster was een hersendode vrouw met nierfalen. Drie dagen nadat de donornier was geplaatst –aan de buitenzijde van haar lichaam– trokken artsen de stekkers uit de apparatuur en eindigde het experiment. „De proef laat zien dat acute afstoting kan worden voorkomen”, verklaart prof. Ian Alwayn, hoogleraar transplantatiechirurgie aan het Leids Universitair Medisch Centrum. „Uit dierexperimenteel onderzoek is ook gebleken dat je langdurige afstoting kunt voorkomen of behandelen. Varkensorganen kunnen maanden of zelfs jaren functioneren in een aapachtige. De verwachting is dat dat bij de mens ook zo zal zijn.”

Uitdagingen

Het gebruik van dierlijke organen voor de mens –met een duur woord: xenotransplantatie– is in Nederland wettelijk nog niet toegestaan, ook niet voor onderzoeksdoeleinden. „Het gaat ook nog heel lang duren voordat deze techniek in de praktijk toegepast kan gaan worden”, voorspelt Alwayn, die twintig jaar geleden promoveerde op xenotransplantatie. „Ik dacht tijdens mijn promotieonderzoek: dat zal nog wel vijf of zeven jaar duren. Maar het kan nog steeds niet.”

Een van de uitdagingen is het voorkomen van infecties. Alwayn: „Het laatste wat we willen is dat we door een transplantatie een gevaarlijk virus van een dier op een mens overbrengen.”

Dieren laten opgroeien in een virusvrije omgeving –zoals varkens in steriele modder laten wroeten– kan volgens de hoogleraar een deel van het probleem ondervangen, maar niet alles. Er zijn namelijk ook virussen die zich hebben gevestigd in het genetisch materiaal van varkens. Het is mogelijk die eruit te knippen, maar niet al deze virussen zijn bekend.

Stel dat het lukt om een dierlijk orgaan geheel virusvrij naar de mens te transplanteren, dan moet nog worden onderzocht of het orgaan bij de mens goed functioneert. „Het hart zal wel werken, als dat groot genoeg is”, verwacht Alwayn. „Uit dierexperimenten weten we ook dat nieren maanden tot jaren genoeg afvalstoffen kunnen klaren. Van de lever is dat echter niet bekend. Het is de vraag of dit orgaan in de mens goed functioneert en de juiste eiwitten produceert.”

Uitschakelen

Het gebruiken van dierlijke organen voor de mens is al een forse technische uitdaging. Een volgende stap waar wetenschappers op broeden, is zo mogelijk nog ingewikkelder: het kweken van menselijke organen in dieren. Het voordeel hiervan is dat het DNA van het orgaan overeenkomt met dat van de patiënt. Daardoor treden er vermoedelijk geen afstotingsverschijnselen op.

Deze methode werkt als volgt. Stel dat een patiënt een nier nodig heeft. Dan kunnen wetenschappers in een embryo van bijvoorbeeld een varken de genetische code voor een nier uitschakelen. Vervolgens spuiten ze stamcellen van de patiënt in het varkensembryo. Stamcellen kunnen tot allerlei soorten cellen uitgroeien. De menselijke cellen zullen zich in dit geval ontwikkelen tot niercellen. Als het varken is volgroeid, zal het een nier hebben dat kan worden gebruikt voor de patiënt.

Zo werkt het in theorie. Of het in de praktijk ook kan, is de vraag. „Dat zal zeker niet binnen afzienbare tijd lukken”, stelt Alwayn. „Waarschijnlijk duurt het nog vele jaren. De techniek is ongelooflijk ingewikkeld.”

Wetenschappers in de Verenigde Staten en Japan hebben inmiddels kleine successen geboekt. Zo meldden Amerikaanse onderzoekers in april dit jaar dat ze apenembryo’s hadden gekweekt met menselijke cellen erin. Eerder lukte het hun al menselijke cellen in embryo’s van schapen (2018) en varkens (2017) te kweken.

De Amerikanen slaagden er eerder ook in muizenembryo’s te ontwikkelen met rattenogen, -harten en -alvleesklieren. Hiervoor verwijderden ze tijdens de embryonale ontwikkeling bepaalde genen, die ze vervingen door rattenstamcellen. „Dit is bij kleine proefdieren dus gelukt”, zegt Alwayn. „Maar er zijn nog heel veel stappen te gaan voordat het ook mogelijk is bij grote proefdieren en bij de mens.”

Kinderschoenen

Een derde methode is het kweken van menselijke organen vanuit stamcellen in een petrischaaltje, een doorzichtige platte schaal die onder de microscoop kan worden gelegd. Collega-onderzoekers van Alwayn doen daar in Leiden onderzoek naar. „Dat onderzoek staat echt nog in de kinderschoenen. Van alle mogelijke technieken is xenotransplantatie, het gebruik van dierlijke organen voor de mens, nog het dichtstbij.”

Alwayn vindt het veelbelovende ontwikkelingen. „De lange wachtlijsten voor een donororgaan zijn een groot probleem. Per jaar overlijdt 15 tot 20 procent van de mensen op een wachtlijst omdat ze niet tijdig een orgaan konden krijgen. Dat gaat mij aan het hart.”

De hoogleraar transplantatiechirurgie zou het liefst inzetten op oplossingen waar geen dieren aan te pas hoeven te komen. „Al vind ik het persoonlijk acceptabeler om dieren te gebruiken voor donor­organen dan voor consumptie.”

De minst ingewikkelde oplossing ziet Alwayn in het beter gebruikmaken van de beschikbare organen van overleden patiënten. „Veel organen keuren we nu af omdat ze te oud zijn of door een ziekte zijn aangetast. Hier in Leiden onderzoeken we of we deze organen met bijvoorbeeld stamcellen zouden kunnen herstellen. Ook kijken we naar technieken om organen met behulp van machines onder verschillende omstandigheden met vloeistoffen door te spoelen. Dat kan de kwaliteit verbeteren van bijvoorbeeld de lever, nier of alvleesklier. Daar gaan we het tekort aan donororganen niet mee oplossen, maar het is wel een stap in de goede richting.”

Zie ook: rijksmuseumboerhaave.nl.