De orgaantjes werden vervolgens in ratten getransplanteerd, waar ze tot vijf dagen wisten te overleven.

Met behulp van vrijwilligers zijn onderzoekers erin geslaagd om huidcellen om te bouwen tot heuse mini-levers. Een prestatie op zich. Maar daar houdt het nog niet op. De levertjes transplanteerden de onderzoekers namelijk vervolgens in ratten, waar ze tot vijf dagen bleven functioneren. “Het was best gaaf om dat kleine, menselijke orgaan in een dier te zien,” merkt onderzoeksleider Alejandro Soto-Gutierrez op. “Dat ding dat op een lever lijkt en als zodanig functioneert, kwam van iemands huidcellen.” De resultaten zijn gepubliceerd in het vakblad Cell Reports.

Werkwijze
De onderzoekers creërden de bijzondere mini-levers door menselijke huidcellen te herprogrammeren tot stamcellen. Deze stamcellen werden aangemoedigd om zich tot verschillende soorten levercellen te ontwikkelen. “Vervolgens gebruikten we deze cellen om een nieuwe lever te maken met behulp van een rattenlever die we ontdeden van zijn cellulaire inhoud,” legt Soto-Gutierrez aan Scientias.nl uit. Als ultieme test transplanteerden de onderzoekers hun laboratorium gekweekte levertjes in vijf ratten die zo waren gefokt, dat hun lichamen geen organen zouden afstoten. Na een paar dagen onderzocht het team hoe goed de geïmplanteerde organen functioneerden. “De menselijke organen overleefden vier tot vijf dagen in de ratten,” zegt Soto-Gutierrez. In alle gevallen waren er problemen met de bloedsomloop binnen en rondom het transplantaat. Maar de levertjes werkten! Ze bleken bijvoorbeeld galzuren en ureum uit te scheiden, net als een normale lever. “Alle ratten hadden bovendien menselijke eiwitten in het bloed,” licht Soto-Gutierrez verder toe.


De in het laboratorium gekweekte mini-lever, gemaakt van menselijke huidcellen. Afbeelding: UPMC

Hoewel het natuurlijk een prachtige prestatie is dat de levers tot wel vijf dagen wisten te overleven, moeten er nog wel stappen gezet worden om deze levensduur te verlengen. “We moeten bijvoorbeeld de functionaliteit van de vasculaire endotheelcellen verbeteren,” somt Soto-Gutierrez op. “Daarnaast moeten we de functionele celmassa van de levercellen vergroten. En natuurlijk moeten we diermodellen gaan gebruiken die de menselijke omstandigheden het dichtst benaderen. Daar werken we echter al wel aan.” Het betekent dat er nog wel aanzienlijke uitdagingen te overwinnen zijn. Toch gaat het onderzoek voorspoedig. “We zijn bijvoorbeeld ook al bezig met menselijke levers die daadwerkelijk de grootte hebben van een normale lever,” aldus Soto-Gutierrez.

Andere organen
De lever is daarnaast niet het enige orgaan dat uit menselijke huidcellen kan worden voortgebracht. Ook andere organen zouden op dezelfde manier gekweekt kunnen worden. “Het hangt af van hoe geavanceerd methodes zijn om cellen te differentiëren in gespecialiseerde typen cellen en hoe functioneel de daaruit voortvloeiende cellen zijn,” stelt Soto-Gutierrez. “Maar ik denk dat we ook het hart, longen en nieren op dezelfde wijze kunnen kweken.”

Orgaandonatie
Het doel van de studie is om uiteindelijk een alternatief te bieden voor het nog altijd tekort aan donoren. “Op lange termijn willen we organen maken die de gehele orgaandonatie kunnen vervangen,” zegt Soto-Gutierrez. “Maar in de nabije toekomst zie ik onze studie eerst als een bruggetje. Bij acuut leverfalen heb je bijvoorbeeld misschien eerst een tijdje een ‘leverboost’ nodig in plaats van gelijk een hele nieuwe lever.” De vraag is echter hoe lang het nog duurt voordat we volledig onafhankelijk zijn van orgaandonoren. “Ik schat ergens in de komende tien tot twintig jaar,” stelt Soto-Gutierrez als we hem deze vraag voorleggen. “Er zijn verschillende technologieën in opkomst die echt heel veelbelovend zijn en die ingezet kunnen worden om patiënten te behandelen. Op veel fronten gaat het snel.”


Hart printen
Inderdaad, want de onderzoeker is niet de enige die zich bezighoudt met een mogelijk alternatief voor orgaandonatie. Vorig jaar slaagden wetenschappers er bijvoorbeeld in om een menselijk hart te ‘printen’. Dit 3D geprinte hart is gemaakt van menselijke cellen en eigen biologisch weefsel van de patiënt in kwestie. Hoewel ook dit soort experimenten nog in de kinderschoenen staan, laat het wel zien waar de wetenschap momenteel al toe in staat is. De werkzaamheid en bruikbaarheid van de methode moet nog verder worden onderzocht, maar het zou zomaar kunnen dat we over een jaar of tien orgaanprinters hebben die aan de lopende band menselijke organen printen. “Het 3D-printen van organen staat in de steigers en ik denk dat we in de nabije toekomst al in staat zullen zijn om organen te printen,” zegt Soto-Gutierrez. “Om een metafoor te gebruiken, we hebben al het complete skelet van een auto. Nu moeten we alleen nog voor een geweldige motor zorgen.”

Apenembryo
Chinese wetenschappers werken ook aan een wat meer omstreden alternatief. Vorig jaar injecteerden ze namelijk menselijke stamcellen in een apenembryo. Ook hierbij is het doel om uiteindelijk menselijke organen te kweken die gebruikt kunnen worden bij orgaantransplantaties. Zo is het idee om dieren te maken met organen – zoals een nier of lever – die volledig uit menselijke cellen bestaan. Hoewel dit een vrij controversieel onderzoek is, laat het wel zien dat het inbrengen van menselijke stamcellen in dierlijke embryo’s voor het creëren van organen een steeds realistischer toekomstbeeld lijkt te worden.

De studie geeft onomstotelijk bewijs dat menselijke huidcellen daadwerkelijk in volledig functionele levers getransformeerd kunnen worden. En dat is natuurlijk heel bijzonder. “Het is zeer opmerkelijk,” zegt Soto-Gutierrez. “En niet alleen omdat we gebruik maakten van technologieën die pas in de laatste tien jaar zijn ontwikkeld. We gebruikten al die expertises op één plek. Wetenschap en laboratoria worden eclectisch en combineren verschillende technologische gebieden. Dit werk is een voorbeeld van die evolutie.” De resultaten zijn bovendien nu al veelbelovend. En we hoeven vermoedelijk niet lang te wachten op een follow-up. “We hopen binnenkort ons opgeschaalde werk aan het publiek te tonen,” besluit Soto-Gutierrez.