Wetenschappers zijn erin geslaagd de eerste embryo’s te ontwikkelen uit cellen van zowel varkens als mensen. Groeien menselijke organen binnenkort in dieren?

De bijzondere eigenschappen van stamcellen zijn al tientallen jaren bekend. Toch zijn wetenschappers er nog altijd niet in geslaagd ze in het lab uit te laten groeien tot driedimensionale, functionele en transplanteerbare organen. Juan Carlos Izpisua Belmonte besloot het over een andere boeg te gooien. Zijn team aan het Salk Insitute of Biological Studies (VS) hebben mens/varken-chimeer-embryo’s gemaakt, met als uiteindelijke doel het ‘maken’ van menselijke organen in dieren.

Essentiële genen wissen

In 2010 was het Japanse wetenschappers al gelukt om rat/muis-chimeer-embryo’s te maken, waarbij het rattendeel bestond uit een alvleesklier. Izpisua Belmonte en zijn collega’s borduurden op dit werk voort. Eerste verwijderden ze bepaalde genen uit een muizenembryo. Deze genen zijn essentieel voor de ontwikkeling van een orgaan, zoals het hart of een oog. Door ze te wissen, werd een ‘gat’ gecreëerd.

De tweede stap was het injecteren van rattenstamcellen in het muizenembryo. Deze stamcellen kunnen nog elke cel worden. Ze doken direct in het ‘gat’ en specialiseerden zich tot het betreffende orgaan, een hart of een oog dus. De muizen die uiteindelijk werden geboren bleken dus een rattenhart of -oog te bezitten.

‘Tour de force’

Dit alles is al spectaculair te noemen, maar de onderzoekers gingen nog verder. Wat als we menselijke stamcellen introduceren in een embryo van een andere soort? De keuze viel al snel op varkens, omdat de grootte van de organen hier wat dichter op elkaar zit dan mens en muis.

De gehele missie bleek volgens Izpisua Belmonte een flinke ‘tour de force’ te zijn. Zo omvatte het onderzoek 1500 varkensembryo’s en zeker 40 medewerkers, waaronder varkensboeren. Wat ook lastig bleek: de timing van het injecteren van de menselijke stamcellen in de varkensembryo’s. Dit omdat de draagtijd van een varken een stuk korter is dan dat van een mens.

Uiteindelijk is het de onderzoekers gelukt diverse types menselijke stamcellen in de varkensembryo’s te krijgen. Vervolgens werden de bevruchte varkenseicellen in de baarmoeder van zeugen geïmplanteerd. De embryo’s kregen de kans 3 tot 4 weken te groeien, waarna ze werden verwijderd. Deze periode is volgens Izpisua Belmonte lang genoeg om kennis te vergaren maar toch geen ethische commissies tegen de schenen te schoppen.

Een menselijke chimeer?

Toch zullen de ethische vragen ongetwijfeld komen, stelt hoogleraar ontwikkelingsbiologie Christine Mummery (LUMC). “In het artikel staat dat er geen menselijke cellen zijn gevonden in de hersenen van de varkensembryo’s. Dat zal vast zo zijn, maar hoe kun je in de toekomst voorkomen dat dit wel gebeurt? De uiteindelijke chimeer zou zo te menselijk kunnen worden en je kunt je afvragen of we dit wel willen.” Mummery noemt het werk verder “indrukwekkend” en een “waardevolle toevoeging aan onze kennis over vroege zoogdierontwikkeling”.

Ook stamcelbioloog Harald Mikkers (eveneens LUMC), benoemd de ethische kwestie. “De onderzoekers zijn voorzichtig te werk gegaan, want de chimeer-embryo’s waren maar een paar weken oud. Gaat dit verder, dan moeten er uiteraard meer vragen worden beantwoord. Maar voor nu is dit een belangrijke stap richting het uiteindelijke doel: het genereren van menselijke organen in dieren, zodat ernstig zieke patiënten aan een passend donororgaan kunnen worden geholpen.”

Bronnen: Cell, Cell Press via EurekAlert!, Salk Institute

Beeld: Juan Carlos Izpisua Belmonte