Experiment zet donatie met orgaan van een dier terug op de agenda

Xenotransplantatie

Muizen genazen van diabetes toen ze een orgaan kregen dat uit hun eigen stamcellen bestond, maar was ‘opgegroeid’ in een rat. Ooit kan dit ook bij mensen, denken de biologen.

Credit: Tomoyuki Yamaguchi

Laten we echte menselijke donororganen in de toekomst groeien in een andere diersoort, zoals een varken? Met een muizenorgaan in een rat kan het, bewijst een onlangs uitgevoerd experiment in Japan. Maar of de stap naar mensen haalbaar is, daarover verschillen biologen hartstochtelijk van mening.

In het experiment werden muizen genezen van diabetes. Ze kregen stukjes van een muizenalvleesklier getransplanteerd, die ‘opgroeiden’ in een rat. Japanse onderzoekers bewezen met dat experiment dat een nieuwe manier van orgaantransplantatie van de ene naar de andere diersoort (xenotransplantatie) in principe werkt. Ze schrijven erover in een artikel dat donderdag in Nature verscheen.

De genezen muizen behielden meer dan een jaar hun gezonde insuline- en glucosebloedwaarden. Ze hoefden geen afweeronderdrukkende medicijnen toegediend te krijgen, afgezien van de eerste vijf dagen na de transplantatie, en toch kregen ze geen afweerreacties tegen de ontvangen transplantatieorgaantjes. Bij mensen die een donororgaan krijgen, zijn die afweerreacties vaak verantwoordelijk voor het verlies van het donororgaan.

Dat de muizen geen afweerreacties kregen, is te danken aan een techniek uit de moderne celbiologie. Ze kregen een donororgaan dat is gekweekt uit hun eigen, hoogstpersoonlijke muizenstamcellen.

Het is het eerste succes dat is geboekt met een nieuwe xenotransplantatietechniek die rond 2010 is ontwikkeld. Het idee daarvan is een donordiersoort te kweken waarvan in het embryo een gen is uitgeschakeld, zodat één orgaan niet zal worden aangelegd. (Een embryo van een paar dagen oud kan daar wel tegen.)

Ingespoten met stamcellen

Die jonge embryo’s worden ingespoten met stamcellen van de latere orgaanontvanger. Zulke stamcellen hebben de potentie om uit te groeien tot alle soorten organen en weefsels. Daardoor kan het ‘uitgeschakelde’ orgaan alsnog ontstaan, uit de op die plek aangroeiende ingespoten stamcellen.

Zo wordt een dier geboren met één orgaan met weefselkenmerken van de latere ontvanger. Na transplantatie heeft die ontvanger geen last van de zo gevreesde afstotingsverschijnselen.

Het Japanse onderzoek wekt hoge verwachtingen en toont „een glimp van de toekomst van orgaangroei voor therapeutisch gebruik”, schrijft Qiao Zhou, regeneratiebioloog en stamcelonderzoeker aan Harvard University, in een begeleidend commentaar in Nature.

Zhou is enthousiast, maar ziet ook problemen. Die stukjes alvleesklier uit het experiment hebben geen bloedvaten. Als er een heel orgaan zou zijn getransplanteerd, dan zouden daar ook rattenbloedvaten in zitten. Die zouden een afweerreactie in de muis hebben opgewekt.

Dezelfde dag goten xenotransplantatie-onderzoekers uit California en Madrid echter een nog koudere plens water over de hoopvolle verwachtingen. Hun artikel stond donderdag in het tijdschrift Cell. Ook zij gebruikten de techniek waarbij in het embryo waaruit het donordier groeit, de aanmaak van een orgaan is uitgeschakeld.

Hoe orgaantransplantatie er in de toekomst uit kan zien:

De Spaanse en Amerikaanse onderzoekers lieten in muizen rattenorganen groeien. Zij spoten rattenstamcellen in bij genetisch gemanipuleerde muizenembryo’s, waarin de aanleg voor hart, alvleesklier of andere organen waren uitgeschakeld. Zo groeiden er muizen met een rattenhart, een rattenalvleesklier, een rattenoog of andere organen op. De muizen leefden een gezond muizenleven, twee jaar lang, met hun rattenorganen.

Maar toen probeerden de Amerikaans-Spaanse onderzoekers hetzelfde met mensenstamcellen in embryo’s van koeien en varkens. Ze beperkten zich uiteindelijk tot varkens, omdat die qua orgaangrootte en stofwisseling geschikte orgaandonoren voor de mens kunnen zijn.

Dat was een zeer moeizaam experiment. In bijna 2.200 varkensembryo’s werden menselijke stamcellen geïnjecteerd. Uiteindelijk groeiden daar in 18 zwangere zeugen 186 embryo’s uit, die na 21 tot 28 dagen zwangerschap werden ‘geoogst’ voor onderzoek. In maar 67 daarvan werden menselijke cellen gevonden. Verreweg de meeste van die embryo’s hadden een ernstige groeiachterstand.

Menselijke stamcellen doen het niet goed in varkensembryo’s en zijn ongunstig voor de groei van jonge varkens, concluderen de onderzoekers. Het maken van ‘mensvarkens’ is waarschijnlijk veel moeilijker dan ‘ratmuizen’. Het was een eerste stap, besluiten de onderzoekers, maar ze geven de moed niet op. „Uiteindelijk biedt dit onderzoek de mogelijkheid om xenotransplatatieorganen en weefsel te maken om het wereldwijde tekort aan orgaandonoren aan te pakken.”