Menselijke organen van dierlijke herkomst

Goede match

Het onderzoeksgebied nam een vlucht door de ontwikkeling van CRISPR-Cas. Hiermee kunnen wetenschappers de genen uitschakelen die ervoor zorgen dat een dierlijk embryo een bepaald orgaan ontwikkelt. Vervolgens spuiten de onderzoekers menselijke stamcellen van de patiënt in het embryo, bijvoorbeeld van een varken. Die cellen zullen uitgroeien tot een menselijk orgaan, zoals een nier. De cellen worden niet afgestoten omdat het immuunsysteem van het varkensembryo nog niet ontwikkeld is.

Deze menselijke nier zou je kunnen transplanteren naar iemand die een nieuwe nier nodig heeft. Varkens lijken daarvoor een goede match met mensen omdat ze ongeveer dezelfde verhouding vet-spiermassa hebben en de organen een vergelijkbare grootte hebben.

Inmiddels is het wetenschappers ook gelukt om stamcellen uit huidcellen te maken, dus daar waren niet langer embryonale stamcellen uit dieren voor nodig, wat in de experimenten met de konijnencellen in 2003 nog gebeurde.

Goede timing vereist

Weer zeven jaar later, in 2017, lukte het diezelfde wetenschappers van het Amerikaanse Salk Institute met collega’s van de University of California in Davis om met die technieken een menselijke alvleesklier in een varken te laten groeien. De onderzoekers plaatsten ruim 2000 hybride embryo’s met zowel menselijke als varkenscellen in de baarmoeders van zeugen. Na drie tot vier weken moesten de wetenschappers het experiment stoppen vanwege ethische richtlijnen. Op dat moment waren er nog ruim 180 embryo’s over die de onderzoekers uit de baarmoeders haalden en onderzochten. Slechts één op de tienduizend cellen was menselijk.

Juan Carlos Izpisúa Belmonte, een van de hoofdonderzoekers, zei destijds tegen de Guardian: “Het uiteindelijke doel is om functioneel en transplanteerbaar weefsel of organen te kweken, maar daar zijn we nog ver van verwijderd. Dit is een belangrijke eerste stap.”

Een van de lastige dingen aan dit soort onderzoek is dat varkens 112 dagen zwanger zijn en vrouwen 280 dagen. De embryonale cellen ontwikkelen zich dus ook in een ander tempo. De onderzoekers ontdekten dat het daarom heel nauw komt kijken wanneer de menselijke stamcellen in het varken worden geïnjecteerd om te overleven. Jun Wu, een van de betrokken wetenschappers zei erover tegen de Guardian: “Het is alsof je een snelweg opgaat waar de auto’s drie keer sneller rijden dan jij en je de juiste timing moet kiezen om te voorkomen dat je een ongeluk veroorzaakt.”

Een jaar later kondigden wetenschappers van de University of California, Davis en van Stanford University aan dat het gelukt was om een vergelijkbaar experiment met schapenembryo’s uit te voeren. Ook dit experiment werd na drie tot vier weken afgebroken en ook hier was ongeveer één op de tienduizend cellen in de schapenembryo’s menselijk. Hoofdonderzoeker Hiro Nakauchi liet destijds aan de Guardian weten dat hij graag toestemming zou willen om de embryo’s een stuk langer te laten ontwikkelen.

Maas in de wet

In 2019 kreeg hij die toestemming in Japan. Nakauchi, die ook verbonden is aan de University of Tokyo, zette daarom een deel van de experimenten daar voort. In 2015 kondigden de Amerikaanse National Institutes of Health (NIH) een acute stop aan op overheidsfinanciering voor studies waarbij menselijke cellen in dierlijke embryo’s worden geïnjecteerd. Pas in april van dit jaar werd dat opgeheven.

In Nederland verbiedt de Embryowet het om dier-menscombinaties die met menselijke stamcellen uit embryo’s zijn gemaakt langer dan veertien dagen in een laboratorium te laten ontwikkelen. Wetenschappers mogen dit embryo ook niet terugplaatsen in de baarmoeder van een mens of dier. Over mens-diercombinaties die met stamcellen uit huidcellen zijn gemaakt, zegt de wet niets. Het is een maas in de wet maar geen enkele Nederlandse wetenschapper maakt daarvan gebruik.

Het was de Spanjaard Izpisúa Belmonte van het Salk Institute die in 2019 in de Spaans krant El País aankondigde de eerste mens-aapcombinatie te hebben gemaakt. In april van dit jaar publiceerden hij en zijn collega’s hun resultaten in het tijdschrift Cell. De embryo’s werden niet teruggeplaatst in apenbaarmoeders maar bleven in het lab. Ze waren niet levensvatbaar. Na negentien dagen werd het experiment gestopt.

De studie kreeg behoorlijk wat commentaar. Bioloog Alfonso Martinez Arias van de University of Cambridge zei tegen Science Media Centre: “Ik vind dat de conclusies niet worden onderbouwd met solide gegevens. Uit de resultaten blijkt, voor zover deze te interpreteren zijn, dat de chimeren (mens-diercombinaties, red.) niet werken en dat alle proefdieren erg ziek zijn.”

Nog los van alle ethische bezwaren, is het nog maar de vraag of en wanneer het gaat lukken om een gezond menselijk orgaan in een dier te kweken. We lijken er nog ver van verwijderd maar de wetenschap laat zich lastig voorspellen.