Levers repareren met stamcellen

Reparatie met behulp van stamcellen: het idee ligt voor de hand, want stamcellen zorgen ook in gezonde mensen voor kleine reparaties aan organen. Stamcellen worden juist bij schade actief. Onderzoek naar stamcellen loopt al enkele decennia, vertelt Clevers. “De belangrijke eiwitten die tijdens de ontwikkeling in de baarmoeder een rol spelen zijn de wnt-eiwitten die signalen tussen cellen doorgeven. deze werden ontdekt in de jaren tachtig. Wij vonden dat ze cruciaal zijn voor het actief houden van volwassen stamcellen. Zijn ze overactief, dan leidt dat tot kanker.”

Oplossing voor donortekort

Clevers startte zijn stamcelonderzoek bij de darm. Dat orgaan vernieuwt zijn cellen elke vier dagen, en heeft daarmee de meest actieve stamcellen van alle organen. In 2009 slaagde de groep van Clevers erin om de darmstamcellen – twee jaar eerder ontdekt – op te kweken. Vorig jaar bewezen de onderzoekers samen met Japanse collega’s dat je die cellen kunt reorganiseren tot minidarmpjes, en die zogenoemde organoïden kunt terugplaatsen in de beschadigde darm van muizen.

Daarmee komt het ultieme doel van stamceltherapie weer een paar stappen dichterbij. Clevers: “Als je een ziek of beschadigd orgaan kunt repareren met stamcellen, zou het donortekort een veel kleiner probleem zijn. Je gebruikt het lichaam van de patiënt als het ware als ‘donor’ om het eigen weefsel te kunnen herstellen.”

Zelfreparerend orgaan

De behandelmethode is niet uitsluitend geschikt voor darmen, hoewel die er door het grote regeneratieve vermogen wel ideaal voor zijn. Clevers en collega’s werken ook aan een toepassing van deze methode op de lever. Er lijden wereldwijd miljoenen mensen aan chronisch leverfalen. Dat wordt veroorzaakt door een genetisch defect of door virussen, alcohol of andere giftige stoffen. Een levertransplantatie kan hen soms helpen, maar daar zijn veel te weinig donororganen voor beschikbaar. Met de methode die door de groep van Clevers binnen onderzoeksconsortium NIRM is ontwikkeld, zou een simpele injectie genoeg zijn om een hele lever te repareren.

Het bijzondere aan de lever is dat het orgaan normaal gesproken zichzelf goed kan repararen. Haal je een deel van de lever weg, dan kan het zelfs weer aangroeien. Een zieke lever is dat vermogen verloren, maar zou in theorie genoeg kunnen hebben aan een paar getransplanteerde gezonde stamcellen om zijn functie weer terug te krijgen. Dat maakt de lever – in tegenstelling tot bijvoorbeeld het hart – erg geschikt voor dit type onderzoek.

Minilevers

In januari 2015 publiceerde Clevers in het wetenschappelijke tijdschrift Cell een zogenaamd _proof of concept_-onderzoek, gebaseerd op precies dat idee. De onderzoekers haalden stamcellen uit de galgangen van een donorlever, en zetten die op kweek.

“Eerst moet je met de juiste groeifactoren miljarden cellen maken”, zegt Clevers. “Als je heel veel stamcellen en voorlopercellen hebt, kunnen die zich gaan specialiseren tot de twee belangrijkste onderdelen van de lever: hepatocyten (levercellen) en galgangcellen.” De leverorganoïden die daaruit worden gemaakt bestaan uit tienduizenden cellen en meten slechts twee tot drie millimeter, maar hebben wel een echte 3D-structuur.