Susanne van den Brink neemt ons mee in haar onderzoek naar embryo-modellen waarmee ze stamcellen hoopt te maken voor patiënten die wachten op een beenmergtransplantatie. In deze update komt ze weer een stapje dichterbij.
“Er is veel gebeurd, maar ik mag nog niet zoveel zeggen”, begint Van den Brink. “Goed nieuws is dat we inmiddels een beetje beginnen te begrijpen wat we aan het doen zijn.”
Ze kan nog niet zeggen welk mysterieus ingrediënt bepaalde of haar experimenten mislukten of niet. De onderzoeker gebruikte in 2023 oude vloeistof die al een tijdje in de koelkast stond. Daarin was waarschijnlijk één ingrediënt afgebroken dat in hoge(re) concentraties de ontwikkeling van bloedstamcellen remt. Toen het afgebroken was zag ze ineens voorlopercellen van bloedstamcellen; de cellen die ze uiteindelijk hoopt te maken. De voorlopercellen hebben al deels de eigenschappen van bloedstamcellen, maar moeten zich nog verder ontwikkelen. Het lukte haar ook om een orgaan te maken dat nog niemand wist te maken. Maar ook daar kan ze nog niets over zeggen. “Voordat je wetenschappelijk onderzoek kunt publiceren, ben je zo maanden verder.”
Het afgelopen jaar is Van den Brink druk bezig geweest te onderzoeken wat het effect is van verschillende concentraties van het mysterieuze ingrediënt. “Door daarmee te spelen, bleken we de ontwikkeling van onze muizen-embryo-modellen te kunnen sturen.” Ze legt als het ware een vergrootglas op één onderdeel van de ontwikkeling; bij de ene concentratie krijgt ze meer spieren, bij de andere meer bloed. Uiteindelijk leidde dat tot twee nieuwe bruikbare embryo-modellen.
Collega's Ylenia Cicirò, Susanne van den Brink en Denise Ragusa in Barcelona
Susanne van den BrinkLeukemie bestuderen
Als de onderzoeker weinig van de stof toevoegt, ontstaat een model dat heel geschikt is om de bloed- en hartontwikkeling te bestuderen omdat het hoogstwaarschijnlijk embryonaal bloed aanmaakt. “We hebben een sterk vermoeden dat dit gebeurt, maar moeten het nog bewijzen.”
Van den Brink en collega’s noemen het nieuwe model het ‘hemogenic’ embryo-model. “De bestaande embryo-modellen zijn sterk gericht op het staartdeel van het embryo en daarmee heel geschikt om de ontwikkeling van de somieten (het weefsel waaruit onder andere de ruggenwervels en rugspieren ontstaan, red.) te bestuderen. Maar ze zijn minder nuttig voor bloedonderzoek.”
Als er in de embryonale ontwikkeling iets fout gaat bij de aanmaak van embryonaal bloed, kan dit leiden tot bloedkanker bij pasgeborenen. Onderzoekers kunnen het nieuwe model gebruiken om het ontstaan van die specifieke vorm van bloedkanker bij kinderen te onderzoeken. Dat doen ze door bewust genetische mutaties toe te voegen in het model en te kijken wat het effect is op de ziekte. “Mensen vragen me vaak; wat heb je nou aan zo’n model? Dit lijkt me een mooi voorbeeld.”
Bijna compleet
Het tweede model dat Van den Brink ontwikkelde noemt ze het intermediate model. De naam zegt het al, het ontstaat door een gemiddelde concentratie van ingrediënt X te nemen. Het doel was om precies de juiste concentratie te vinden waarmee ze een embryo-model konden maken dat zoveel mogelijk op een echt muizenembryo lijkt en dat uit alle celtypes bestaat. Nou ja, bíjna alles. “Ons model heeft geen hersenvorming. Dat doen we bewust niet, we weten wel hoe dat moet.”
Ze doet dat niet, omdat ze binnenkort menselijke embryo-modellen wil maken, in samenwerking met het Nederlandse onderzoeksinstituut Sanquin. “Het muizenmodel is heel compleet, maar nét niet zo compleet dat we in de problemen komen.”
Van den Brink doelt op de ethische problemen met het model dat de Israëlische onderzoeker Jacob Hanna ontwikkelde. Met behulp van menselijke stamcellen maakte hij een model dat er bijna hetzelfde uitziet als een natuurlijk embryo van 14 dagen oud. Het gaf zelfs het HCG-hormoon af; het hormoon waardoor een zwangerschapstest positief kleurt. “Dit model is toegestaan omdat het (net) niet over de 14-dagen grens heen gaat. Maar ze mogen het waarschijnlijk niet langer in leven houden, omdat het dan wel over die grens gaat. Omdat bij ons de hersenen ontbreken, mogen wij ons model waarschijnlijk wel langer in leven houden.”
Herhaling
Van den Brink zegt ‘waarschijnlijk’ omdat de huidige Embryowet, die voor het laatst in 2002 werd herzien, nog niets over embryo-modellen zegt. Mogelijk verandert dat binnenkort en gaan sommige modellen ook onder de wet vallen. Die stelt dat onderzoek met natuurlijke embryo’s ouder dan veertien dagen verboden is.
Voordat Van den Brink de stap naar de mens maakt, wil ze kijken of het andere onderzoekers lukt om met haar stappenplan dezelfde muizenmodellen te maken. In de wetenschap geldt namelijk dat iets pas is bewezen als anderen dezelfde resultaten kunnen krijgen. “We hebben daarom aan collega’s in Londen gevraagd of ze onze experimenten wilden herhalen. De eerste pogingen die mijn collega Ylenia Cicerò in Londen deed, mislukten: de embryo-modellen waren veel te klein, bleven slechts een paar dagen in leven, en maakten geen bloedcellen aan. We wisten in eerste instantie niet waarom de experimenten in Barcelona wel lukten, maar in London niet. Omdat dat aan veel verschillende dingen kon liggen van de temperatuur in het lab tot de gebruikte kweekvloeistof, kwam Ylenia naar mij in Barcelona. Toen ze hier mijn spullen gebruikt lukte het haar opeens wel!”
Wat bleek? Ylenia gebuikte een andere kweekvloeistof. “Ja ook nu was dat weer de bepalende factor.”
