Een Vlaamse onderzoekster ontdekte adulte stamcellen die in staat zijn vele weefsels te vormen. Stamceltherapie kan de geneeskunde een ander gezicht geven.

Een zeldzame en bizarre cel kan wereldnieuws worden! Het overkwam de multipotente adulte progenitor cel (MAPC) uit het beenmerg van muizen en mensen. Die bleek in staat niet alleen been- en endotheelweefsel, maar ook lever- en zenuwcellen te vormen. Daarmee leverde ze weefsel uit de drie basislagen van een embryo: ecto-, meso- en endoderm. Veelzijdiger kan niet.

Waarnemers kwamen woorden te kort om de toekomst van de cel te beschrijven. Want als wetenschappers ze onder controle krijgen, zou ze massaal in cultuurvaatjes gekweekt kunnen worden, en gestimuleerd om uit te groeien tot het type weefsel dat nodig is om een patiënt te helpen.

Iemand heeft na een hartaanval extra-hartspier nodig, iemands hersenen laten het gedeeltelijk afweten, iemands lever moet worden bijgespijkerd? De arts haalt een cultuur MAPC’s uit de kast en voegt aan een kweekmedium de juiste cocktail van groeifactoren toe om de cellen te laten differentiëren tot het gewenste weefsel, dat hij vervolgens inplant in de patiënt.

De verwachting is dat MAPC’s of andere adulte stamcellen het leven van miljoenen mensen zullen beïnvloeden. Ze deden het alvast met dat van hun ontdekster: de uit Ieper afkomstige, 45-jarige bloedexperte Catherine Verfaillie, die sinds tien jaar hoogleraar is aan de universiteit van de Amerikaanse staat Minnesota. ‘Een standbeeld zal ik wel niet krijgen’ grinnikt ze, ‘maar misschien wordt er ooit een gebouw naar mij genoemd. De autoriteiten lijken vastbesloten om van stamcellen een tweede uithangbord van de staat te maken, naast de Minnesota Vikings, het plaatselijke American footballteam.’

FIGUUR VAN EEN HOOGSPRINGSTER

Verfaillie kreeg in een half jaar tijd de status van wetenschappelijke wereldvedette. Haar stamcellaboratorium genoot de belangstelling van talkshow-oermoeder Oprah Winfrey. De pr-dienst van de universiteit moest ingrijpen om de honderden aanvragen voor interviews en toespraken te kanaliseren. Ze veranderde haar telefoonnummer, want zelfs de naaste adviseurs van president George W. Bush hingen op onmogelijke momenten aan de lijn. Toen ze begin dit jaar moest getuigen voor de bio-ethische commissie van de Amerikaanse senaat, lekten een paar dagen eerder haar nog niet gepubliceerde resultaten uit – ze weet nog altijd niet hoe dat kon.

De conservatieve hardliners rond de president zien in Verfaillies adulte stamcellen het perfecte argument om proeven met klonen en embryonale stamcellen te stoppen. Om de ook veelzijdige embryonale stamcellen te pakken te krijgen moet er een embryo gecreëerd worden, dat na het ‘oogsten’ van de cellen vernietigd wordt. Voor sommigen is dat het opofferen van een beginnend leven.

‘Voor de kweek van adulte stamcellen moeten we alleen de toestemming vragen van de persoon uit wiens merg we cellen halen’ legt Verfaillie uit, maar ze voegt er in een adem aan toe dat ze geen voorstander is van het stopzetten van onderzoek naar embryonale stamcellen: ‘Er is nog bijna niks over stamcellen bekend. En het is nu al duidelijk dat er grote verschillen tussen embryonale en adulte stamcellen zijn. Wij kunnen met onze cellen gemakkelijk lever maken, maar dat lukt met embryonale cellen bijna niet. Die zijn wel in staat om vlot hartspier te vormen, wat voor onze MAPC’s moeilijk lijkt. Het is mogelijk dat uiteindelijk zal blijken dat adulte en embryonale stamcellen elk specifieke aandoeningen kunnen behandelen.’

Verfaillie was niet voorbestemd om in een wetenschappelijk-ethische storm terecht te komen. Ze heeft het figuur van een hoogspringster en werd als tiener Belgisch juniorenkampioen vijfkamp. Ze trainde om naar de Olympische Spelen te kunnen en schreef zich aan de universiteit in voor lichamelijke opvoeding, maar luttele maanden later scheurde ze haar kniepezen zodat ze haar sportloopbaan moest stopzetten. Ze stapte onmiddellijk over naar geneeskunde.

De ontdekking van de MAPC’s, die vorige maand in het wetenschappelijke topvakblad Nature beschreven werd, berustte in eerste instantie op toeval. ‘Een collega vroeg onze hulp in zijn strijd tegen een zeldzame erfelijke ziekte bij kinderen’, vertelt Verfaillie. ‘Om de beenmergtransplantaties die hij gebruikte efficiënter te maken, brachten wij enkele veranderingen aan in de culturen waarmee we cellen kweken. We waren dus niet op zoek naar stamcellen. We haalden het klassieke koeienserum, dat cellen gebruiken om te groeien en te delen, uit ons cultuurmedium – het was de periode van de hype rond de gekkekoeienziekte. En we brachten het geduld op om cellen afzonderlijk te kweken, zonder contact met andere. Zo ontdekten we deze speciale cel.’

BLAUWE MUIZEN

De cel bleef verbazen. Ze bleef maar delen, zonder in slaap te vallen of te sterven, schijnbaar zelfs zonder oud te worden. Ze vormde verschillende weefsels. De eerste indicaties dat die weefselcellen ook functioneel zijn, zijn ondertussen binnen. De zenuwcellen, bijvoorbeeld, maken alle stoffen aan die ze verondersteld worden te produceren, zoals de prikkeloverdrager dopamine.

Verfaillies team voerde ook proeven uit waarbij adulte stamcellen met een extra-gen dat de informatie bevat over een blauwe kleurstof, ingeplant werden in beginnende muizenembryo’s (blastocysten met acht cellen). Eén stamcel volstond om een derde van de volgroeide muizen gedeeltelijk blauw te kleuren. Als er tien werden ingeplant, waren alle muizen beïnvloed. In alle weefsels werden blauwe cellen teruggevonden, zelfs in de voortplantingsorganen, hoewel niet bekend is of de ‘nieuwe’ informatie aan de volgende generaties wordt doorgegeven.

Dat klinkt allemaal veelbelovend. Maar er is nog veel niet bekend. Bijvoorbeeld wat MAPC’s in het lichaam doen. Ze zijn zo zeldzaam (minder dan één per miljoen cellen) dat ze sowieso moeilijk op te sporen zullen zijn. Er is zelfs de mogelijkheid dat ze niet als dusdanig in een lichaam voorkomen, dat ze een typisch ‘cultuurverschijnsel’ zijn: alleen opduiken in de specifieke omstandigheden waarmee ze gekweekt worden. Ook embryonale stamcellen zijn een, in Verfaillies woorden, ‘cultuurfenomeen’ – in een embryo differentiëren ze onmiddellijk tot andere weefsels.

Verfaillie gaat ervan uit dat niet alle adulte stamcellen even gemakkelijk te herprogrammeren vallen. Er zou een gradatie bestaan, een soort piramidestructuur, waarbij aan de top zeldzame cellen zitten met een nog bijna intacte herprogrammeringscapaciteit, terwijl verder naar beneden mogelijkheden afgesneden worden: hoe lager op de trappen, hoe minder opties, met uiteindelijk cellen die alleen in staat zijn welbepaalde weefsels te vormen, zoals hartspier of lever.

De mogelijkheden tot herprogrammering zouden te maken hebben met het beschikbaar zijn of komen van genen op de chromosomen. In de loop van de ontwikkeling worden grote stukken van het genetisch materiaal door allerhande natuurlijke kunstgrepen onbereikbaar. Het volwassen worden van een cel gaat gepaard met het afsluiten van steeds meer mogelijkheden. Een verjongingskuur zou het terug openstellen van genetische opties inhouden.

Onderzoek wees ook uit dat er meer stamcellen voorkomen bij kinderen dan bij volwassenen, hoewel er geen ouderdomsverschillen tussen de cellen van beide leeftijdsgroepen zichtbaar werden. Wat erop zou kunnen wijzen dat de cellen het grootste deel van hun tijd inactief zijn, maar in de loop der jaren ‘opgebruikt’ raken. Voor de 210 weefseltypes in een lichaam zou er een twintigtal ‘soorten’ stamcellen bestaan.

HITLIJST VAN ZIEKTEN

De weg die de wetenschap moet volgen om deze rudimentaire basiskennis in voor de geneeskunde bruikbare procedures te gieten is lang. ‘We moeten vooreerst nagaan welke groeifactoren we nodig hebben om onze MAPC’s te laten differentiëren tot de verschillende weefsels’, stelt Verfaillie. ‘Voor lever zal dat een andere cocktail zijn dan voor hartspier. Dan moeten we nagaan hoe we de cellen naar het gewenste orgaan kunnen sturen. Ik heb jarenlang onderzoek gedaan naar het homing-mechanisme waarmee bloedstamcellen naar het beenmerg trekken om er bloed te worden, maar we weten nog altijd niet hoe ze het doen.’

Er moet voorzichtig worden omgesprongen met een eventuele toepassing als orgaanhersteller. Verfaillie: ‘We weten niet of een beschadiging van organen de onderlinge communicatie tussen cellen in de war stuurt. Er zijn cellen die probleemloos hun weg vinden, zonder dat we weten hoe ze het doen, maar andere lopen verloren. We moeten greep op de homing krijgen om te vermijden dat er levercellen in het hart van een leverpatiënt gevormd worden, of extra-hartcellen in een normaal functionerend hart.’

Verfaillie heeft een hitlijst van ziekten waarvan ze denkt dat ze gemakkelijker met stamceltherapie zullen kunnen worden aangepakt dan andere: ‘Stamceltherapie zal het efficiëntst zijn bij ziekten waarbij één celtype op één locatie in de fout gaat, zoals de ziekte van Parkinson. Ook ziekten zoals diabetes type-1, waarbij in feite alleen insulineproducerende cellen moeten worden ingeplant, en het hoeft niet eens in de pancreas te zijn, behoren tot de mogelijkheden. Moeilijk te situeren aandoeningen zoals de ziekte van Alzheimer, die over de hele hersenen verspreid zit, of amyotrofe laterale sclerose waarbij alle neuronen van het ruggenmerg vervangen moeten worden, zullen we minder gemakkelijk kunnen behandelen.’

Een kernvraag blijft of dit alles, als het ooit tot een bruikbare therapie komt, betaalbaar zal zijn. ‘Ik ben niet tegen klonen’ stelt Verfaillie met klem, ‘maar ik twijfel eraan of klonen ooit nut zal hebben in de geneeskunde, want het is waanzinnig duur. Ook het selecteren en kweken van embryonale stamcellen is niet goedkoop. Het zal om financiële redenen evenmin evident zijn om van iedereen een voorraad stamcellen in bewaring te houden, zodat ze onmiddellijk kunnen worden ingeschakeld na, bijvoorbeeld, een hartaanval. Misschien dat er ooit een soort stamcelbank komt, vergelijkbaar met beenmerg- en navelstrengbloedbanken, waarin vijfhonderd stamcellijnen zitten die een groot deel van de bevolking kunnen helpen.’

‘Veel mensen denken nu dat celtherapie op termijn het grote verschil zal maken, maar die optie lijkt met de huidige kennis onbetaalbaar. Ik meen persoonlijk dat de toepassing van stamcellen in eerste instantie gelimiteerd zal zijn tot ziekten die op geen enkele andere wijze kunnen worden aangepakt. Of tot ziekten die mensen op jonge leeftijd treffen, zoals diabetes type-1. Als zo’n jong iemand voor 400.000 euro een stamceltherapie krijgt, kan dat een besparing betekenen in vergelijking met de kostprijs van vijftig jaar injecties van insuline en behandeling van complicaties. Uiteindelijk zal het in vele gevallen om een banale analyse van kosten en baten blijven gaan.’

Dirk Draulans

De stamcel deelt zonder in slaap te vallen of te sterven, schijnbaar zelfs zonder oud te worden.

Er moet worden vermeden dat stamcellen leverweefsel maken in het hart van een leverpatiënt.

Klonen zal weinig nut hebben in de geneeskunde, want het is een waanzinnig dure praktijk.