Verwachtingen bij embryo-onderzoek hooggespannen

Stamcellen als haarlemmerolie

Waar strijdt deze Amerikaan voor? Fox –„Ik ben een van de miljoen onvrijwillige deskundigen”– probeerde anderhalve week geleden een delegatie van Amerikaanse senatoren ervan te overtuigen dat alle barrières voor het onderzoek naar stamcellen zo snel mogelijk geslecht moeten worden. Stamcellen zijn cellen die zich nog tot allerlei andere celtypen kunnen ontwikkelen. „Stamcelonderzoek maakt medische wonderen mogelijk”, aldus Fox.

De hoorzitting is de zevende in een serie, waarmee de Senaat zich wil verdiepen in de voors en tegens van onderzoek met menselijke embryo's. Naast Fox staat –of liever: zit– Ron Heagy, die twintig jaar geleden door een ongeluk verlamd raakte vanaf zijn nek. „Ik zou graag weer kunnen lopen, maar niet als dat ten koste gaat van het leven van iemand anders”, zegt hij tegenover The Baltimore Sun. Hij duidt daarmee op het gebruik van embryo's, die de bron zijn van de veelbelovende stamcellen.

De patiënten zijn opgeroepen door de Senaat nadat president Clinton een ruime maand geleden besloot om de richtlijnen voor embryo-onderzoek te versoepelen. Vorige week vrijdag nam het Nederlandse kabinet een soortgelijke stap. Minister Borst van Volksgezondheid had –zeer tegen de gewoonte in– 's maandags, in de luwte van Prinsjesdag, haar voorstel al op televisie toegelicht. De zogenaamde restembryo's, die verwekt zijn tijdens een reageerbuisbevruchting maar niet teruggeplaatst zijn in de baarmoeder, zullen straks onder bepaalde voorwaarden beschikbaar zijn voor wetenschappelijk onderzoek. Om hoeveel embryo's het gaat, is niet bekend, maar over de hele wereld verspreid liggen er vele honderdduizenden embryo's in de diepvries.

Ook in Groot-Brittannië heeft een wetenschappelijke adviescommisie half augustus aangeraden groen licht te geven voor het kloneren van menselijke embryo's, en vorig jaar ondertekenden 67 Nobelprijswinnaars een oproep om de mogelijkheden voor embryo-onderzoek in de VS uit te breiden.

Stamcellen
Vanwaar al die belangstelling voor embryo's? Een paar weken geleden berichtte dr. John Sinden van het Britse bedrijf ReNeuron dat nog voor eind volgend jaar de eerste patiënten met hersenaandoeningen behandeld zullen worden met stamcellen. Patiënten met verlammingsverschijnselen door een herseninfarct of mensen die lijden aan de ziekte van Parkinson of alzheimer-dementie komen voor deze behandeling in aanmerking.

De stamcellen die ReNeuron gebruikt, zijn afkomstig uit één menselijke foetus die geaborteerd is. Het bedrijf is erin geslaagd een oneindige kweek van stamcellen te maken, die het nu wil injecteren in de hersenen van patiënten.

Dr. Harry Griffin van het Schotse Roslin Instituut, waar het kloonschaap Dolly is geboren, –hij is een van de wetenschappers die de Britse overheid van advies dienden– legt uit waarom de verwachtingen zo hooggespannen zijn. „Bij onderzoek met muizen die lijden aan de ziekte van Parkinson heeft injectie van stamcellen een duidelijke verbetering tot gevolg. De stamcellen worden blijkbaar ingezet door het bestaande reparatiemechanisme van het lichaam, ze verplaatsen zich naar het beschadigde hersendeel en veranderen daar in het gewenste celtype, onder invloed van groeifactoren die de hersenen zelf aanmaken. In een andere muizenstudie zijn stamcellen geïnjecteerd in een beschadigd deel van het hart en daaruit ontstonden hartspiercellen die integreerden met het gezonde weefsel.”

Griffin noemt een hele lijst van toepassingen van stamceltherapie. „Ruggenmergletsel, hartfalen door vaatvernauwing, gewrichtsaandoeningen, botontkalking, suikerziekte, leverontsteking en spierdystrofie. Bovendien richt het onderzoek zich ook op het maken van kunsthuid, kraakbeen en zelfs bloedvaten of een blaas.” Vorige week publiceerde een Brits medisch tijdschrift bovendien dat stamcellen met succes zijn ingezet tegen nierkanker.

Totipotent
De opsomming klinkt haast te mooi om waar te zijn. Zijn die stamcellen de moderne variant van haarlemmerolie? De mogelijkheden van stamcellen zijn het best te begrijpen aan de hand van de ontwikkeling van een pasbevruchte eicel. Die cel bevat alle informatie om uit te groeien tot een volledig mens en heet daarom totipotent, letterlijk: tot alles in staat. Na de eerste deling ontstaan twee identieke cellen, die opnieuw elk totipotent zijn. Dat blijkt bijvoorbeeld als het embryo zich splitst en er een eeneiige tweeling ontstaat.

Is het embryo eenmaal een dag of vier, vijf oud, in het zogenaamde blastocyst-stadium, dan is er al verschil te zien tussen de ongeveer honderd cellen. Een deel ervan ligt als een mantel langs de rand van het embryo en zal later uitgroeien tot de placenta en de vruchtvliezen, terwijl er een apart cluster van cellen in het centrum van de blastocyst ligt. Die laatste groep cellen groeit uit tot de foetus en is de belangrijkste bron voor stamcellen. Deze embryonale stamcellen zijn pluripotent: tot veel in staat. Ze kunnen tot allerlei verschillende weefsels uitgroeien, maar niet tot alle, bijvoorbeeld niet tot een placenta.

Toch zijn stamcellen niet alleen in het embryo te vinden. Ook in het volgroeide lichaam ontstaat telkens nieuw weefsel en zijn dus stamcellen nodig. In het rode beenmerg vormen ze de rode en de witte bloedlichaampjes. Dit type stamcellen –ook wel aangeduid als lichaamsstamcellen– is verder gespecialiseerd en heet daarom multipotent. Ze komen in allerlei organen van het lichaam voor, maar vaak in uiterst kleine hoeveelheden.

Afstoting
Bij het onderzoek naar toepassingen van stamcellen ligt vaak de nadruk op cellen van embryonale oorsprong, omdat die bijna onbegrensde mogelijkheden lijken te bezitten. Toch is er nog een belangrijke barrière te nemen. Het menselijke immuunstelsel zal z'n uiterste best doen om vreemde indringers –ook al zijn dat geïnjecteerde cellen, bedoeld ter genezing– af te stoten.

Juist daarom is het onderzoek naar therapeutisch kloneren zo belangrijk, betoogt Griffin. Bij het 'maken' van Dolly toonden de onderzoekers aan dat het mogelijk is om een volwassen, gespecialiseerde uiercel te 'herprogrammeren' en te fuseren met een eicel, waaruit uiteindelijk een schaap is gegroeid. Zoiets is ook denkbaar met menselijke cellen. „De huidcel van de patiënt moet dan gefuseerd worden met een lege menselijke eicel en na zes tot zeven dagen kunnen er pluripotente stamcellen uit het ontstane embryo geoogst worden.” Het probleem van afstoting speelt nu geen rol meer, omdat het embryo genetisch identiek is aan de patiënt, het is zijn kloon.

Griffin begrijpt dat er ethische bezwaren aan zijn voorstel kleven en benadrukt daarom dat menselijke embryo's slechts tijdelijk nodig zijn. „Een groot deel van het onderzoek naar het 'herprogrammeren' is mogelijk met dierlijk weefsel. Het doel is dat we op lange termijn geen menselijke eicellen of embryo's meer nodig hebben.” Dat is het geval als het lukt om lichaamscellen rechtstreeks om te zetten in pluripotente stamcellen.

Spieren
Op dat onderzoeksterrein, het gebruik van lichaamsstamcellen, is juist afgelopen week een belangrijke stap gezet. Vorige week woensdag publiceerde het tijdschrift Nature Neuroscience het onderzoek van dr. Angelo Vescovi, van het San Raffaele-ziekenhuis in Milaan. Vorig jaar toonde hij al aan dat stamcellen uit volgroeide hersenen van de muis bloedcellen kunnen vormen, maar nu blijkt dat uit deze stamcellen ook spierweefsel kan ontstaan. ”Neurale stamcellen tonen hun spieren”, kopt het tijdschrift.

Vescovi is inmiddels moe van alle journalisten die hij te woord moet staan, maar legt toch geduldig uit hoe hij zijn experiment heeft uitgevoerd. „In een bepaald deel van de hersenen, het gebied dat zich om de hersenkamers bevindt, blijken stamcellen voor te komen. We hebben die samen gekweekt met myoblasten, de cellen waaruit spieren ontstaan. Het blijkt dat bijna 10 procent van deze stamcellen zich dan ontwikkelt tot spiercellen. Hetzelfde gebeurt als we de stamcellen injecteren in de voorpoot van de dieren. We hebben de cellen een maandlang gevolgd en ze zijn zelfs door kenners niet te onderscheiden van normale spiercellen.”

Het contact tussen de cellen blijkt van belang. „Als de stamcellen tegen elkaar aan liggen, groeien ze uit tot zenuwcellen, maar als ze tegen een spiercel aanliggen, ontwikkelen ze zich tot spiercel. Niemand weet nog welke signalen een rol spelen, maar daar zijn we natuurlijk heel benieuwd naar.”

De Italiaan is enthousiast over de mogelijkheden van de lichaamsstamcellen. „We weten nu dat stamcellen uit de hersenen in staat zijn om zenuw- en spierweefsel te vormen, en dat uit stamcellen van het beenmerg zenuwweefsel en levercellen kunnen groeien, dus er is hoop. Maar daar staat tegenover dat deze lichaamsstamcellen bijzonder moeilijk te kweken zijn. Daarom moeten we beide onderzoekslijnen blijven bewandelen: zowel embryonale als lichaamsstamcellen. Wij zouden ons werk met lichaamsstamcellen nooit hebben kunnen doen als er geen onderzoek met embryonale cellen was verricht. Deze twee soorten onderzoek vullen elkaar aan en kunnen van elkaar profiteren.”