Organen opkweken

De foto van een muis met een groot kunstoor op zijn rug ging in 1997 de wereld over.

Nu hebben onderzoekers een échte muizenprostaat uit een stamcel weten te kweken.

Mal van een menselijke urineblaas met menselijke blaascellen er op, gedompeld in kweekstof. (Foto AP) ** HOLD FOR RELEASE UNTIL 6:30 P.M EDT APRIL 3, 2006 ** A doctor at the Institute for Regenerative Medicine at Wake Forest University School of Medicine dips a specially constructed biodegradable mold, shaped like a bladder, and seeded with human bladder cells, into a growth solution at Wake Forest Uinversity in Winston-Salem, N.C., Thursday, March 30, 2006. The laboratory-grown transplants are made from tissue samples from a patient's diseased organs. (AP Photo/Brian Walker)
Mal van een menselijke urineblaas met menselijke blaascellen er op, gedompeld in kweekstof. (Foto AP) ** HOLD FOR RELEASE UNTIL 6:30 P.M EDT APRIL 3, 2006 ** A doctor at the Institute for Regenerative Medicine at Wake Forest University School of Medicine dips a specially constructed biodegradable mold, shaped like a bladder, and seeded with human bladder cells, into a growth solution at Wake Forest Uinversity in Winston-Salem, N.C., Thursday, March 30, 2006. The laboratory-grown transplants are made from tissue samples from a patient's diseased organs. (AP Photo/Brian Walker) Associated Press

Een stamcel vinden van waaruit een compleet nieuw orgaan opgekweekt kan worden. Dat is de droom van tissue engineers, onderzoekers die in het lab weefsels en organen proberen te laten groeien in de kweekstof. Het is onderzoekers van het Californische bedrijf Genentech gelukt met de muizenprostaat, zo blijkt uit een publicatie die vorige week online in Nature verscheen.

De prostaat is een klier die bij de man vlak onder de blaas zit. Hij produceert het vocht dat de zaadcellen mee naar buiten voert tijdens een zaadlozing.

Dat prostaatstamcellen bestaan, vermoedden onderzoekers al jarenlang. Bij proefdieren krimpt de prostaat wanneer mannelijke hormonen weggehaald worden, en regenereert weer als die hormonen terug zijn. Er moesten dus stamcellen zijn die zich, indien nodig, konden delen en ontwikkelen tot al de verschillende celtypen die samen een prostaat vormen. Maar zie zo’n voorlopercel maar eens te vinden tussen alle andere cellen.

De Amerikanen verwachtten dat de meeste stamcellen in het gebied van de prostaat dichtbij de blaas zouden zitten. Door steeds weer op andere stamcelkenmerken te sorteren, ontdekten ze uiteindelijk dat het eiwit CD117 het kenmerk is van een kleine groep stamcellen in de muizenprostaat. In een kweekbakje vormden die cellen weefselklompjes waarin kleine kanalen te zien waren, net als in een echte prostaat.

Vervolgens implanteerden de onderzoekers steeds een enkele CD117-stamcel en wat steuncellen onder het kapsel van een nier bij labmuizen. Die muizen hadden geen afweersysteem, zodat ze de lichaamsvreemde cellen niet konden afstoten. Na twee maanden had zich prostaatweefsel gevormd onder 14 van de 97 nierkapsels. Compleet met vertakkingen en kanaaltjes die uit verschillende cellagen bestonden, en een laag steuncellen om het geheel heen. De nieuwe prostaten hadden dezelfde kenmerkende eiwitten als echte prostaten.

Ook bij mensen troffen de onderzoekers de CD117-stamcellen in de prostaat aan. Of die op dezelfde manier kunnen uitgroeien tot een nieuwe prostaat moet uit nader onderzoek blijken.

Een werkend orgaan opkweken uit een enkele stamcel is nog bijna niemand gelukt. Alleen borstklierweefsel van muizen is twee jaar geleden op deze manier uit een enkele stamcel opgekweekt.

Organen op bestelling uit lichaamseigen (stam)cellen kweken biedt twee grote voordelen. Het zou de lange wachtlijsten voor orgaandonatie kunnen oplossen. En het voorkomt de afstotingsverschijnselen die mensen vaak na een transplantatie van een donororgaan krijgen. Wereldwijd proberen onderzoekers dan ook nagenoeg elk orgaan of weefsel in het lichaam na te maken. Maar het meeste onderzoek is nog in de experimentele fase.

De Genentech-onderzoekers lieten de prostaten in levende muizen groeien. Maar orgaanbouwers maken ook vaak gebruik van een techniek die werkt als een inkjetprinter, waarvan de patronen verschillende soorten cellen bevatten. Die worden in een geleiachtig groeimedium laag voor laag over elkaar heen geprint. Zo worden ingewikkelde organen in lagen opgebouwd.

Kleine weefselonderdelen, zoals hartkleppen, huid, kraakbeen en bot, zijn inmiddels goed te construeren. Ook met het laten groeien van cellen op een, vaak biologisch afbreekbare, mal boeken onderzoekers vooruitgang sinds de hele wereld in 1997 heeft kunnen gruwelen van de muis met het oor op zijn rug. Dat was een mal in de vorm van een oorschelp, bezaaid met kraakbeencellen, die onder de huid van een muis was geplaatst om de kraakbeencellen te kunnen voorzien van bloed. Die bloedvoorziening is voor weefsel cruciaal, en het grootste obstakel bij het kweken van een massief orgaan, zoals een lever of een nier. Een compleet en werkend vaatstelsel laten groeien in een orgaan is nog niemand gelukt.

Holle organen zijn al wel met succes gekweekt. De Amerikaanse weefselbouwpionier Anthony Atala kweekte in 1999 nieuwe urineblazen op een afbreekbare mal voor zeven kinderen met een aangeboren afwijking. Die kunstblazen functioneren al jaren prima. Atala publiceerde deze maand ook dat hij massieve stukjes nierachtig weefsel op een mal kan laten groeien uit losse niercellen.