- Vorig jaar werd de eerste succesvolle mens-dier-hybride gecreëerd
- Een potentiële oplossing voor diabetes en andere orgaangerelateerde ziekten
- De lange, moeizame weg naar 1 procent
- Ethische bezwaren door onvoldoende kennis van de technologie
De wereld wordt geconfronteerd met een groeiend tekort aan transplantatieorganen. Volgens het Organ Procurement and Transplantation Network wachten er op dit moment alleen al in de VS meer dan 114.000 mensen op een orgaan en elke tien minuten wordt er een naam aan de nationale transplantatiewachtlijst toegevoegd. Helaas sterven er in de VS elke dag 20 mensen omdat hun donororgaan te laat komt. Voor degenen die wel op tijd een orgaan ontvangen bestaat bovendien altijd het risico van afstoting. “Zelfs organen met de beste match houden het vaak niet lang vol, tenzij ze afkomstig zijn van identieke tweelingen. Na verloop van tijd valt het immuunsysteem deze donororganen namelijk voortdurend aan”, zegt Dr. Pablo Ross van de University of California, Davis.
Onderzoekers proberen deze crisis op verschillende manieren aan te pakken. Zo is men bezig met het 3D-bioprinten van organen en het ontwikkelen van mechanische organen in laboratoria. Helaas is er met deze methoden nog maar beperkt succes geboekt en de zoektocht naar andere methoden gaat dan ook onverstoord verder.
Een andere potentiële – maar controversiële – oplossing voor het donororgaantekort is om dieren te gebruiken als kweeklab. Hierbij worden menselijke stamcellen in een dierlijk embryo geïnjecteerd, waardoor een mens-dier-hybride, of chimaera, ontstaat. Als deze aanpak succesvol blijkt, zou dat niet alleen het donororgaantekort oplossen, maar ook het risico van afstoting elimineren. Onderzoekers zouden namelijk de stamcellen van de patiënt kunnen gebruiken om compatibiliteit te bewerkstelligen door middel van genetische manipulatie.
Vorig jaar werd de eerste succesvolle mens-dier-hybride gecreëerd
Wetenschappelijk gezien is een chimaera een organisme dat cellen van twee verschillende soorten bevat. De eerste succesvolle mens-dier-hybride werd in 2017 gecreëerd door een internationaal team van onderzoekers onder leiding van het Salk Institute. Het team injecteerde menselijke stamcellen in een varkensembryo – een dier waarvan de organen opmerkelijk veel lijken op die van onszelf. Vervolgens werden de embryo’s bij volwassen varkens ingebracht en na 28 dagen weer verwijderd, geanalyseerd en vernietigd. De onderzoekers creëerden in totaal 186 hybriden en elk embryo bevatte per 100.000 cellen één menselijke cel. Dat percentage was te laag om transplantatieorganen te kunnen kweken, maar het was desalniettemin een veelbelovende eerste stap waarmee de onderzoekers hebben bewezen dat deze techniek potentie heeft.
Een potentiële oplossing voor diabetes en andere orgaangerelateerde ziekten
Voordat ze een mens-dier-hybride konden creëren, ging het team eerst aan de slag met eerder chimaera-onderzoek, waarbij wetenschappers van de University of Tokyo muizenalvleesklieren – gekweekt in ratten – gebruikten om diabetes bij muizen te genezen. Deze keer gebruikten de onderzoekers van het Salk Institute de CRISPR-genbewerkingstechniek om de genen die muizen nodig hebben voor de groei van het hart, de alvleesklier en de ogen kweken uit te schakelen. Vervolgens introduceerden ze rattenstamcellen waarmee de muizen die organen kweekten. De muizen groeiden tot volwassen leeftijd maar het experiment leverde wel een onverwacht resultaat op. Sommige van de rattenstamcellen creëerden namelijk in de muizen ook galblaasjes, een orgaan dat ratten al lang niet meer hebben. Dat wijst op de complexiteit van chimaera-cellen; het is lastig om ze precies te laten doen wat je wilt. Bovendien is het zo dat ratten en muizen veel nauwer aan elkaar verwant zijn dan mensen aan varkens of schapen. Er is dus geen garantie dat het proces bij mensen kan worden gerepliceerd.
De lange, moeizame weg naar 1 procent
Hun onderzoek werd later verbeterd door een team van de University of California, Davis, dat een soortgelijke techniek gebruikte, maar met schapenembryo’s, waarvan sommige organen ongeveer even groot zijn als die van ons. Bovendien kunnen schapenembryo’s makkelijker via ivf geproduceerd worden dan varkensembryo’s en hoeven er minder embryo’s in een volwassen dier geplaatst te worden. Volgens Ross moest men bij het werken met varkens 50 embryo’s overbrengen naar één ‘draagmoeder’. Bij schapen waren dat er maar 4. Het team wist het aantal menselijke stamcellen binnen de embryo’s naar één op de 10.000 – of 0.01 procent – te verhogen. Ook dat percentage was echter niet hoog genoeg om menselijke organen te kweken. Om dat te bereiken is ongeveer 1 procent nodig, aldus Ross. En net als bij het vorige experiment werden de chimaera-embryo’s na 28 dagen vernietigd.
Ethische bezwaren door onvoldoende kennis van de technologie
Het grootste obstakel voor verdere vooruitgang op dit gebied is dat het National Institute of Health in de VS overheidsfinanciering voor dit soort onderzoek nog steeds verbiedt, hoewel bekendgemaakt is dat ze het moratorium wellicht opheffen en misschien een herzieningsproces invoeren. Tot die tijd blijft het onderzoek echter afhankelijk van particuliere financiering. Er zijn weliswaar ethische bezwaren, maar het grootste deel daarvan komt voort uit een gebrek aan inzicht in de wetenschap die erbij betrokken is. “De bijdrage van menselijke cellen is tot nu toe zeer klein. Het lijkt in de verste verte niet op zoiets een varken met een menselijk gezicht of menselijk brein”, zegt Dr. Hiro Nakauchi van Stanford University. “We hebben verschillende documenten gepubliceerd die laten zien dat we kunnen voorkomen dat menselijke cellen zich in het brein of de menselijke geslachtsklieren nestelen, met varkens met menselijke trekken als gevolg”. Andere onderzoekers beamen dat de vrees dat de chimaera’s te menselijk worden overdreven en bovendien te voorkomen is.
Volgens Juan Carlos Izpisua Belmonte van het Salk Institute zouden we dat kunnen voorkomen door de cellen alleen in een bepaald stadium van de embryo-ontwikkeling te injecteren of ze zo te programmeren dat ze zichzelf vernietigen wanneer aan bepaalde voorwaarden is voldaan.
In ieder geval bevindt dit onderzoek zich nog in een zeer vroeg stadium en het zal waarschijnlijk nog jaren – misschien zelfs decennia – duren voordat we in staat zijn om menselijke organen in dieren te kweken. Maar het vooruitzicht biedt wel een sprankje hoop voor de mensen die op de wachtlijst staan voor orgaantransplantaties. Als je het ons vraagt, wegen de potentiële levensreddende voordelen aanzienlijk zwaarder dan de ethische bezwaren die tot nu toe naar voren zijn gebracht.
