Het doel is om uiteindelijk menselijke organen te kweken die gebruikt kunnen worden bij orgaantransplantaties.

Het klinkt nogal extreem, het inbrengen van menselijke stamcellen in een apenembryo. Toch is het wetenschappers gelukt, zo vertellen ze aan het Spaanse dagblad El País. Controversieel? nogal. Maar de onderzoekers doen dit met een – volgens hun – grondige reden.

Chimeer
Het injecteren van menselijke stamcellen in embryo’s is op zich niets nieuws. Zo stopten onderzoekers al eerder menselijke stamcellen in de embryo’s van varkens, runderen en schapen. Wat er vervolgens ontstaat is een zogenoemde chimeer; oftewel twee dieren afkomstig uit verschillende bevruchte eicellen. Het klinkt misschien een beetje vreemd. Want waarom zou je dit willen? Het antwoord is vrij simpel. We hebben op dit moment te maken met een donortekort. En het achterliggende idee van dit soort onderzoeken is om dieren te maken met organen – zoals een nier of lever – die volledig uit menselijke cellen bestaan. Deze organen kunnen vervolgens ingezet worden bij orgaantransplantaties.


Hoe werkt het?
In theorie gaat dat zo. Een embryo – bijvoorbeeld dat van een varken – wordt zo aangepast dat het geen alvleesklier ontwikkelt. Vervolgens worden er menselijke stamcellen ingebracht met als doel om een menselijke alvleesklier in het varken te maken. Als die alvleesklier vervolgens ‘af’ is, zou deze uit het varken gehaald kunnen worden en in een mens geïmplanteerd. Bovendien zouden er ook specifieke stamcellen van de patiënt gebruikt kunnen worden waardoor de kans dat het donororgaan wordt afgestoten enorm afneemt.

Apenembryo
Wat de huidige studie zo omstreden maakt, is dat er gebruik wordt gemaakt van een apenembryo. “Het gebruik van apen voor wetenschappelijk onderzoek wordt juist zoveel mogelijk beperkt,” vertelt ontwikkelingsbioloog Bernard Roelen aan Scientias.nl. “Ook in dit geval lijkt het me niet zinvol. Het zal misschien enkele vragen kunnen beantwoorden maar in de praktijk zullen er nooit apen gebruikt worden om menselijk organen in te kweken.” Wel kan de techniek bij apen mogelijk beter aanslaan dan bij andere dieren. In de eerdere studie met varkens bleek de uitkomst bijvoorbeeld enigszins teleurstellend. De menselijke cellen die in de varkenembryo’s waren gestopt hielden zich niet goed staande. “Vanwege de genetische verwantschap tussen aap en mens (dat is overigens wel afhankelijk van de soort aap) is de kans dat de techniek werkt groter dan bij de combinatie van bijvoorbeeld varken-mens,” zegt Roelen. Onderzoekers brachten al eerder pluripotente stamcellen van muizen in een embryo van een rat en creëerden zo een rat met een muizen-alvleesklier. En omgekeerd lukte het ook: men kon dus ook een muis met een ratten-alvleesklier maken. Dat dit wel lukte heeft mogelijk te maken met het feit dat muizen en ratten redelijk op elkaar lijken.

Hier zie je een embryo van een muis. Met behulp van pluripotente stamcellen ontwikkelde deze embryo het hart van een rat. Afbeelding: Salk Institute

Halfmens-halfaap
Volgens Roelen is het belangrijk om het doel van dit soort experimenten in oogschouw te houden. “De onderzoekers zijn deze experimenten niet aan het doen om een ‘halfmens-halfaap’ te maken, maar om te onderzoeken of een menselijk orgaan in een dierlijk embryo – in dit geval een aap – gevormd kan worden,” merkt hij op. “Menselijk stamcellen worden ingebracht in een dierlijk embryo wat op dat moment bestaat uit slechts een tiental cellen. Vervolgens wordt onderzocht in hoeverre de menselijke cellen bijdragen in de vorming van een embryo. Allereerst worden de embryo’s in vitro – buiten het lichaam – gekweekt, maar als een embryo uit ongeveer 100-150 cellen bestaat moet het zich innestelen in de baarmoeder om zich zo verder te kunnen ontwikkelen. In eerste instantie zullen de embryo’s na een paar dagen uit de baarmoeder verwijderd worden om te kijken in hoeverre de ingebrachte menselijke stamcellen bijdragen aan de vorming van de foetus. Er zullen in de onderzoeksfase zeker geen dieren geboren worden.”

Verboden
De experimenten met het apenembryo vinden plaats in China. En dat is niet geheel zonder reden. “In Nederland hebben we te maken met de embryowet,” legt Roelen uit. “Die verbiedt het innestelen van mens-dier combinaties in een baarmoeder. Ook mag je geen menselijke embryo’s of dierlijke embryo’s met menselijke cellen langer dan veertien dagen kweken. Voor dierproeven moet je bovendien altijd goedkeuring krijgen van het instituut waarin de experimenten worden verricht en van de Centrale Commissie Dierproeven (CCD).” Ook in veel andere landen gelden dit soort vergelijkbare regels. In China bestaan deze regels echter niet, wat waarschijnlijk de reden is dat het onderzoek daar plaatsvindt.


“Organen gekweekt in dieren zou een oplossing kunnen bieden, maar dit is zeker niet dé oplossing.”

Donortekort
De vraag is of dit echt de manier is om het donortekort op te lossen. “Er is geen sprake van één manier,” betoogt Roelen. “Dit zal op verschillende niveaus moeten gebeuren.” En dat gebeurt al volop. “Er zijn al stukken huid met behulp van stamcellen buiten het lichaam geweekt en gebruikt voor transplantatie,” somt Roelen op. “Ook is het mogelijk om hoornvlies (van het oog) te kweken en te gebruiken voor transplantatie. Bovendien worden er klinische trials gedaan om te proberen met behulp van stamcellen beschadigd netvlies van het oog te herstellen. Voor andere weefsels zoals bijvoorbeeld de darm wordt onderzocht of deze hersteld kan worden met mini-orgaantjes (organoiden) gemaakt van stamcellen. Het buiten het lichaam kweken van grotere complexere organen zoals bijvoorbeeld een hart is een stuk lastiger. Hier zouden organen gekweekt in dieren een oplossing kunnen bieden, maar dit is zeker niet dé oplossing.”

Het 3D-geprinte hart. Afbeelding: Prof. Tal Dvir

3D printen
Een andere mogelijkheid is om menselijke organen te ‘printen’. Ook hier wordt volop mee geëxperimenteerd. Een paar maanden geleden zijn onderzoekers er bijvoorbeeld in geslaagd om voor het eerst een menselijk hart te printen. Het 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. En de vraag is of dit misschien een wat meer ethische benadering is dan het kweken van dierlijke embryo’s met menselijke cellen.

Hoe het de onderzoekers met het apenembryo verder zal vergaan, is nog even afwachten. Zo zijn de bevindingen uit de studie nog niet officieel gepubliceerd. Het experiment zal de gemoederen de komende tijd dus nog wel even blijven bezighouden. Wat het experiment nu al wel laat zien, is dat het inbrengen van menselijke stamcellen in dierlijke embryo’s voor het creëren van organen een steeds realistischer toekomstbeeld lijkt te worden.