Verslag ‘Stamcelonderzoek, vandaag en morgen’

door Jan Matthys, vrijwilliger
Sessie ‘Stamcelonderzoek, vandaag en morgen’ | Dag van de Maakbare Mens 2016

Lieven Scheire praat met Catherine Verfaillie

Het werd een onderhoudende en leerzame babbel, waarin ook al eens mocht gelachen worden.

Stamcellen

Stamcelonderzoek bevindt zich aan de grens van onze kennis en kent een enorme en zeer snelle evolutie.
Iedere cel in ons lichaam begon als een stamcel. Op dag 5 of 6 na de bevruchting treedt de eerste specialisatie op in de embryocellen – een deel wordt de toekomstige mens, een deel gaat een ondersteunende rol spelen (moederkoek).
Het sturend mechanisme dat verantwoordelijk is voor deze en verdere specialisatie is niet opgelost. Slechts voor enkele celtypes (bv. pigment epitheel in het oog) zijn we erin geslaagd de gewenste specialisatie te realiseren.

Er zijn gradaties in de mogelijkheden van wat men stamcellen noemt:

• Totipotente stamcellen (embryo) kunnen naar elke specialisatie evolueren;
• Pluripotente stamcellen kunnen enkel nog evolueren naar lichaamscellen;
• Multipotente stamcellen (bloed, huid, zaad) kunnen een beperkt scala van cellen produceren;
• Unipotente stamcellen produceren orgaanspecifieke cellen.

Van terminaal gedifferentieerde cellen naar pluripotente stamcellen

De zogenaamde geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSC) vertrekken van een uitgedifferentieerde (huid)cel, waar stukjes DNA worden aan toegevoegd (aanvankelijk 25, nu nog slechts 4); na een drietal weken ontstaat hieruit een embryonale stamcel. Hoe dit precies in zijn werk gaat is nog niet verklaard.

De metafoor van het kluwen wol

Stel het DNA voor als een kluwen wol. Sommige stukken van de draad zitten aan de buitenkant of zijn door de manier waarop de draad gewonden is van buiten af bereikbaar; andere niet. De specialisatie van de cel wordt bepaald door de stukken die bereikbaar zijn. Elke cel bevat hetzelfde DNA, maar de toegankelijke stukken zijn van cel tot cel verschillend. Om een cel om te programmeren moet je dus de winding van het kluwen aanpassen op zo een manier dat nieuwe stukken toegankelijk worden. Dat het een delicate aangelegenheid is om daarbij de juiste stukken bereikbaar te maken mag geen verwondering wekken.

Recente evoluties

• De kostprijs van genoom analyse is dramatisch gedaald (nu nog ca. 500 euro voor exoom, 2000 euro voor een volledige sequencing), geholpen door steeds krachtiger computers en multidisciplinaire benadering.
• 3 actuele onderzoeksdomeinen:
  • Insulineproducerende cellen voor diabetes 1 patiënten
  • Pigmentcellen voor het oog
  • Ziekte van parkinson
• Nieuwe tools om genen om te schakelen, zoals de CRISPR techniek. Hierbij wordt met “een klein schaartje” “één woord in een dik boek” weggeknipt en vervangen. Benodigde producten kunnen eenvoudig via internet besteld worden, maar het blijft een hoogtechnologische bedoening en het schaartje knipt niet altijd op de juiste plaats. Een grote risicofactor is dat er erg potente cellen worden geproduceerd die soms hun eigen ding doen en niet evolueren op de gewenste manier. Naast de technische is er ook een ethisch probleem – de stap naar eugenetica is erg klein.
• Genetische doping kan theoretisch, maar praktisch nog een hele tijd niet. Er wordt wel onderzoek gedaan om verbeterde voorlopercellen te gebruiken om de levensverwachting van kinderen met een fatale spierziekte te verbeteren. De stap naar verbeterde sportprestaties is dan wel niet meer zo groot.
• Navelstrengbloed doneren:
  • Kan ingevroren 20 à 25 jaar bewaard blijven met het oog op leukemiebehandeling;
  • Momenteel bruikbaar voor kinderen tot 40 kg, niet voor volwassenen.

Diverse vragen

• Organen laten groeien in varkens? Zeker niet recht-toe-recht-aan. Je kan wel levercellen laten groeien in een varken, maar daar is dan ook doorbloeding voor nodig en die zal van het varken komen.
• De mammoet terug tot leven brengen? Voorlopig niet realistisch en niet echt wenselijk.
• Genetische manipulatie ter voorbereiding van de reis naar Mars? Daarbij wordt gedacht aan botverlies (is een ruimer probleem en daar wordt inderdaad onderzoek naar gedaan) of verhoogde zuurstofopname.
• Kan men een leeggemaakte eicel hervullen met DNA van een andere soort? Nog niet maar in theorie wel. Daarbij wordt normaal alleen kern-DNA vervangen, niet het mitrochondriaal DNA, maar ook daar komt verandering in – zie het recent nieuws over een baby met 3 ouders (vader, moeder en mitrochondriaal van een derde persoon).
• Mensen klonen? Momenteel wereldwijd verboden (behalve in de VS) en technisch problematisch.