HUMANE EMBRYONALE STAMCELLEN - VAN TOESTEMMING TO TOEPASSING

Het menselijk lichaam bestaat bij de gratie van de aanwezigheid van stamcellen. Zodra de conceptie is geschied, begint een bevruchte eicel zich te delen. Na enkele dagen vormen deze cellen spontaan een hol blaasje (de zgn. blastocyst, zie onderstaande microscoopopname, Figuur 1), waar binnenin een klein klompje van enkele tientallen cellen aanwezig is (ICM in de figuur). Uit dit klompje cellen ontwikkelt zich het embryo dat na 9 maanden als baby wordt geboren. Het klompje cellen staat ook bekend als embryonale stamcellen.

Tijdens de zwangerschap ontwikkelen zich uit de embryonale stamcellen alle typen weefsels en organen waaruit we zijn opgebouwd: ons hele lichaam dus. In feite zijn stamcellen "flexibel", want ze kunnen kiezen welk type cel ze worden. Hier en daar blijven nakomelingen van de embryonale stamcellen in ons lichaam achter, tijdens de zwangerschap. Deze cellen noemen we volwassen stamcellen en zijn meestal iets minder flexibel dan embryonale stamcellen, of ze kunnen al naar gelang het type volwassen stamcel een slechts beperkt aantal celtypen vormen. Juist deze volwassen stamcellen zorgen er voor dat ons haar groeit en onze nagels, maar ook dat er elke dag miljarden nieuwe bloedcellen worden gemaakt en dat de binnenkant van onze darmen bijna één keer per maand wordt vervangen. Met andere woorden dank zij de flexibiliteit van volwassen stamcellen wordt "slijtage", maar ook beschadiging, in de perken gehouden. De volwassen stamcellen komen voor in vrijwel alle organen, variërend van de huid en het beenmerg tot het brein, maar in slecht zeer kleine aantallen.

Ziekten
Helaas bestaan er diverse ziekten waarbij slijtage en beschadiging niet op de gewenste wijze wordt gerepareerd door de aanwezige volwassen stamcellen. Bijvoorbeeld sterft na een hartaanval een deel van de hartspier af. Dit kunnen stamcellen niet meer repareren. Onderzoekers zijn druk doende om uit te zoeken hoe we van stamcellen toch hartspiercellen kunnen maken. Naast hartspiercellen, blijkt dat ons lichaam ook grote moeite heeft om de cellen van ons zenuwstelsel en brein uit stamcellen te vormen. Maar het is niet onmogelijk: immers, we hebben in de bescherming van de moederschoot allemaal ons zenuwstelsel en brein ontwikkeld. Ook toen waren stamcellen onontbeerlijk voor de aanleg van het zenuwstelsel. Dit gegeven vormt de grondslag voor de ontwikkeling van nieuwe geneeswijzen op basis van stamcellen voor ziekten zoals Parkinson. Het Universitair Medisch Centrum Groningen draagt hieraan bij in de vorm van wetenschappelijk onderzoek aan volwassen en embryonale stamcellen.

Ontwikkelingsproces
Alvorens we op adequate en vooral veilige wijze überhaupt stamtherapie voor de behandeling van ziekten kunnen toepassen, moeten we eerst begrijpen hoe het ontwikkelingsproces van stamcel tot bijv. zenuwcel in elkaar steekt. Alleen dan kunnen we dit proces in een kweekflesje nabootsen en de resulterende cellen voor het genezen van ziekten toepassen. Embryonale stamcellen zijn, zoals hierboven al werd gezegd, het meest krachtige type stamcel. Ze kunnen letterlijk alle celtypen van het lichaam vormen. Ze vormen dus een prachtig systeem om de benodigde ontwikkelprocessen te bestuderen. Maar om de werking van (stam)cellen te kunnen bestuderen, heb je er veel van nodig. Ze zullen dus vermeerderd moeten worden of gekweekt. Prof. James Thomson isoleerde aan het eind van de vorige eeuw als eeuw embryonale stamcellen uit ontdooide restembryo's van IVF (in vitro fertilisatie, "reageerbuisbabies") procedures. Dit was altijd met uitdrukkelijke toestemming van de embryodonoren. Prof. Thomson vermeerderde de embryonale stamcellen tot zg. embryonale stamcellijnen en stelde deze beschikbaar voor wetenschappelijk onderzoek tegen een "kleine" kostendekkende vergoeding.

Nieuwe stamcellijnen
Het is voor het onderzoek van wezenlijk belang dat er meerdere menselijke embryonale stamcellijnen komen. Net zoals ieder mens uniek is, is ook elke embryonale stamcellijn uniek. Dus zal ook het "flexibele" gedrag van embryonale stamcellen per lijn verschillen, wat voor de behandeling van ziekten van wezenlijk belang is om te begrijpen. Daarom willen de stamcelonderzoekers van het UMC Groningen graag nieuwe embryonale stamcellijnen uit IVF restembryo's genereren. Daarvoor is na een zeer zorgvuldige en dus langdurige procedure toestemming van de minister verkregen, onder voorwaarde, dat eerst gepraktiseerd wordt met één van de bestaande embryonale stamcellijnen van prof. Thomson. Dankzij een gulle gift van de Parkinson Patiënten Vereniging konden deze cellen worden aangeschaft. Sindsdien steekt een team van drie analisten alle energie in de kweek van deze menselijke embryonale stamcellen alsmede in de voorbereiding op isolatie van nieuwe embryonale stamcellen uit IVF restembryo's. Hiervoor bestaat een nauwe samenwerking met het laboratorium van prof. Christine Mummery (Utrecht), in Nederland dé expert op het gebied van menselijke embryonale stamcellen. Ook ervaren onderzoekers van de Universiteit Singapore, waar eerder al nieuwe embryonale cellijnen werden geïsoleerd, voorzien het onderzoek binnen het UMC Groningen van advies.

Opstartperiode
De gebruikelijke opstartperiode van 2 а 3 jaar, welke o.h.a. nodig blijkt te zijn om het kweken van embryonale stamcellen tot stand brengen is bijna voorbij. In figuur 2 en 3 is te zien hoe onder de menselijke embryonale stamcellen er onder de microscoop uitzien. Embryonale stamcellen zijn zo klein, dat ze ook met een microscoop bijna niet te zien zijn: wat we zien zijn grote klompen van embryonale stamcellen, zg. kolonies. Figuur 2 toont een aantal kolonies kort (4 dagen) nadat een kweek is gestart. Figuur 3 toont een microscoopopname na langere kweek (bijna 1 maand), waarbij opviel dat na langere kweek het aantal kolonies vaak afneemt, maar de grootte van de kolonies toenam.

Naar verwachting zal rond het voorjaar van 2007 gestart worden met de eerste experimenten waarin onderzocht zal worden hoe uit embryonale stamcellen zenuwcellen en andere celtypen gevormd kunnen worden. Tijdens het optimaliseren van de reagentia, bleek dat gedurende korte tijd (circa 1 week), kolonies van groeiende menselijke stamcellen tot stand gebracht konden worden (te zien in figuur 4). Deze kweken werden overigens vernietigd, omdat de cellen in de kolonie hun stamcelkarakter verloren. Deze waarneming heeft de onderzoekers echter bemoedigd dat het ook mogelijk is dat in 2007 nieuwe menselijke embryonale stamcellijnen geïsoleerd zullen worden in het UMCG.