Buizen met lever

Patiënten met acuut leverfalen zijn te helpen met een bio-artificiële lever. In het Academisch Medisch Ziekenhuis gaat men zo'n kunstlever testen. Het apparaat bevat varkenscellen.

In het academisch ziekenhuis van Chicago is sinds februari een proef aan de gang met een kunstlever, de ELAD. Die bevat menselijke cellen. In eerdere trials werden al kunstlevers getest met dierlijke cellen, meestal van een varken, maar er waren twijfels over de veiligheid. Varkenslevers werken mogelijk net even anders dan menselijke levers en zouden bovendien toxines kunnen afscheiden, of de patiënt kunnen besmetten met dierlijke ziektekiemen. Toch werken onderzoekers in het Academisch Medisch Ziekenhuis in Amsterdam aan een kunstlever die varkenscellen bevat. ``Menselijke levercellen hebben ook zo hun nadeel. De gebruikte cellen hebben bijvoorbeeld kankerverwekkende eigenschappen'', zegt dr. Rob Chamuleau, die de afgelopen jaren aan de ontwikkeling van de Amsterdamse kunstlever, de AMC-BAL, heeft gewerkt.

Acuut ernstig leverfalen is een ziekte die voornamelijk jonge, gezonde mensen treft. Vermoeidheid en geelzucht zijn de eerste symptomen, maar de ziekte verergert snel en een paar dagen tot hooguit enkele weken later geeft het ene na het andere orgaan het op en raken de hersenen beschadigd. Uiteindelijk raakt de patiënt in coma en overlijdt. De oorzaak is vaak onbekend, maar kan te maken hebben met vergiftiging of het gebruik van drugs zoals acetaminophen. Het catastrofale verloop van de ziekte is echter geen gevolg van die vergiftiging, maar van het uitvallen van de lever.

De lever is een van de meest essentiële organen in ons lichaam. Behalve voor het ontgiften van het bloed, draagt hij ook zorg voor de productie van hormonen, essentiële eiwitten en spijsverteringsstoffen. Daarnaast houdt de lever samen met de alvleesklier de suikerspiegel van het bloed in evenwicht. Het is dus niet verwonderlijk dat patiënten wier leverfunctie is uitgevallen niet lang te leven hebben. Transplantatie is meestal de enige optie, maar door het donortekort komt deze oplossing vaak te laat. In de Verenigde Staten sterft tachtig procent van de mensen met acuut ernstig leverfalen voor er een donororgaan beschikbaar komt. Het winnen van een paar dagen is dus van het grootste belang voor leverpatiënten. Wat extra tijd kan transplantatie in sommige gevallen zelfs overbodig maken. De lever is namelijk een heel robuust en flexibel orgaan dat met een paar dagen rust van veel aanslagen kan herstellen.

Dat beetje respijt kunnen artsen in sommige academische ziekenhuizen sinds kort creëren door de patiënt aan te sluiten op een kunstlever, een experimenteel apparaat dat de functies van het zieke orgaan tijdelijk overneemt. Net als bij dialyse van nierpatiënten wordt het bloed door het kunstorgaan gevoerd, en na de behandeling weer teruggeleid in het lichaam. De eerste kunstlevers waren, net als kunstnieren, helemaal artificiëel en gericht op het verwijderen van giftige stoffen uit het bloed. Maar het overnemen van slechts die ene functie, bleek niet voldoende om de levensduur te verlengen. Pogingen om ook de andere activiteiten van de lever door een apparaat te laten uitvoeren mislukten.

BATTERIJ

De enige manier om de hele complexe taak van het orgaan te vervangen is door gebruik te maken van levende levercellen. Dat gebeurt in een zogenaamde bio-artificiële lever. De meeste kunstlevers, ook de Amsterdamse, bevatten een hele batterij naalddunne holle buisjes, waaraan levercellen gehecht zijn die binnen het apparaat op dezelfde manier werken als de cellen van een echte lever in het lichaam. Afhankelijk van de samenstelling van het langsstromende bloed worden er componenten toegevoegd of juist uitgehaald. De rangschikking van de buisjes, het gebruikte materiaal, de manier waarop het bloed er langs geleid wordt en hoe de zuurstofvoorziening is geregeld, zijn van groot belang voor de werkzaamheid van het apparaat. In de gepatenteerde AMC-BAL hechten de levercellen aan de buitenkant van capillairen die spiraalsgewijs in een grotere buis, de bioreactor, liggen. Het bloedplasma wordt gescheiden van de bloedcellen en dan door de bioreactor en langs de levercellen gepompt. Als het er aan de andere kant uitkomt, worden de bloedcomponenten weer met elkaar vermengd en teruggevoerd in het lichaam.

In tegenstelling tot de ELAD, de kunstlever die in Chicago gebruikt wordt bevat de AMC-BAL geen menselijke levercellen, maar die van een varken. Met goede redenen, zegt dr. Chamuleau: ``Varkenscellen hebben twee bezwaren. Ze kunnen na ongeveer een week een overgevoeligheidsreactie veroorzaken en er is een kans dat ze varkensvirussen overdragen. Maar de menselijke levercellen die nu gebruikt worden hebben kankerverwekkende eigenschappen. We kunnen de risisco's van varkenshepatocyten ondervangen door alleen kortdurende behandelingen te geven en speciaal gefokte varkens te gebruiken, die ziektevrij zijn. Een veilige menselijke levercellijn met goede functies bestaat nog niet, maar is wel in ontwikkeling. Wij zijn daar zelf ook mee bezig, samen met onderzoekers van de Universiteit van Leuven.''

IMMORTALISEREN

Het probleem wordt veroorzaakt, doordat het moeilijk is om aan menselijke levercellen te komen. Om er voldoende van te krijgen is het nodig om ze op grote schaal in een laboratorium te kweken. Dat kan alleen door ze te immortaliseren. Net als de meeste cellen, die hun eindbestemming in het lichaam bereikt hebben, delen functionele levercellen niet of nauwelijks meer. Wetenschappers moeten een truc gebruiken om ze toch te laten vermenigvuldigen: ze versmelten een levercel met een kankercel. In kankercellen is de rem op delingsactiviteit verloren gegaan, waardoor ze gaan woekeren. Het resultaat van de versmelting is een normaal functionerende levercel, die zich explosief vermenigvuldigt. Als zo'n cel in het lichaam van de zieke terechtkomt kan die ongebreidelde delingsactiviteit tumoren veroorzaken.

Dr. Chamuleau: ``Een vorige proef met diezelfde ELAD, die nu in Chicago weer getest wordt, is om die reden afgeblazen. Er was onvoldoende effect en men was bang voor de introductie van kankerverwekkende factoren.''

In de huidige trial worden dan ook strenge maatregelen genomen om te voorkomen dat de kankercellen in het bloed van de patiënt belanden. Het behandelde plasma gaat door een speciaal ontworpen filter, voor het teruggeleid wordt in het lichaam. De artsen in Chicago menen dat het risico op kanker nu zo klein is geworden dat het niet meer opweegt tegen de voordelen van het gebruik van menselijke cellen.

Er zullen in Chicago twintig mensen met acuut ernstig leverfalen behandeld worden. Omdat het apparaat tien dagen lang aaneengesloten gebruikt kan worden hoopt het ziekenhuis dat veel van die patiënten zover zullen herstellen dat transplantatie niet meer nodig is. De AMC-arts Chamuleau is sceptisch over deze verwachting: ``Tien dagen om de lever te laten herstellen is kort, meestal is daar meer tijd voor nodig.'' Degene die nog wel een nieuwe lever nodig hebben denkt men met de ELAD langer in leven te kunnen houden. Belangrijk daarbij is ook dat hun lichamelijke toestand minder snel zal verslechteren. Daardoor zijn ze in een betere conditie voor de transplantatie en is de kans op blijvende schade kleiner. Omdat de behandeling pas bij één patiënt is afgerond hult het Amerikaanse ziekenhuis zich voorlopig nog in stilzwijgen over het verloop van de proef.

Ondertussen zal ook in het AMC, met subsidie van de Technologiestichting STW, een klinische trial van start gaan om de Amsterdamse bio-artificiële lever te testen. Dr. Chamuleau: ``We hopen in het najaar de eerste patiënt met de AMC-BAL te behandelen.''