Stamcellen, smeerolie voor het afweersysteem

3 augustus 2009

Uit mesenchymale stamcellen (MSC) kun je bot, kraakbeen, vet of hartspieren kweken. Experimenteel hematoloog Anton Martens onderzoekt de stamcel vanwege een andere, onverwachte eigenschap: de stamcel dooft ontspoorde afweerreacties, bijvoorbeeld van een transplantaat tegen zijn gastheer. Martens: ‘Prachtig als onderzoek zo’n verbetering van de therapie mogelijk maakt.’

Stamcellen in de hoofdrol
Mesenchymale stamcel
Bloedkanker
Graft versus host (GvH)
Gentherapie tegen GvH-reactie
Stamcellen tegen GvH-reactie
Doorzichtige muis

Stamcellen in de hoofdrol
Onderzoek naar stamcellen is hot. Dat heeft te maken met de speciale eigenschappen van stamcellen. Een stamcel kopieert niet alleen zichzelf, maar splitst ook cellen af die zich verder specialiseren of differentiëren.

Met die combinatie van celvernieuwing en celdifferentiatie staat de stamcel aan de basis van groei, ontwikkeling, schadeherstel en weefselregeneratie. In veel medisch wetenschappelijk onderzoek speelt de stamcel inmiddels een hoofdrol.

Embryonaal of volwassen

Embryonale stamcellen. Met dank aan PLoS Biology

‘Dé stamcel bestaat niet’, corrigeert dr. Anton Martens, staflid van de afdeling Immunologie. ‘We kennen de embryonale stamcel, waarover veel ethische discussies worden gevoerd. Daarnaast hebben we de volwassen stamcel, die uit weefsel van volgroeide, volwassen mensen wordt gehaald. In die categorie zitten bijvoorbeeld de hematopoëtische stamcel en de mesenchymale stamcel.’

terug naar boven

Mesenchymale stamcel
Martens doet al jarenlang onderzoek naar de mesenchymale stamcel (MSC), die vooral wordt gewonnen uit beenmerg, maar bijvoorbeeld ook in de hartspier wordt aangetroffen. Uit een MSC kun je bot, kraakbeen, hartspier of vet laten groeien. Martens: ‘Het lijkt dus een multipotente stamcel, een stamcel die aan de basis staat van diverse organen en weefsels.

Aan de andere kant zijn er aanwijzingen dat het om verschillende stamcellen gaat die we nu als één uniforme groep zien omdat we ze niet nauwkeurig genoeg kunnen typeren. Aan de naamgeving en indeling van stamcellen zal de komende jaren ongetwijfeld nog gesleuteld worden.’

Vissen in vet
Martens vist MSC’s voornamelijk uit beenmerg en in toenemende mate uit vet. Daarmee produceert hij botcellen voor pre-klinisch onderzoek. Op dit moment is hij echter gegrepen door het vermogen van de MSC om immuunreacties bij te sturen. Bijvoorbeeld tijdens de behandelingen van leukemie en de ziekte van Kahler, ook wel multiple myeloom genoemd.

terug naar boven

Bloedkanker
Alle bestanddelen van het bloed – de rode en witte bloedcellen en de bloedplaatjes – ontstaan uit hematopoëtische stamcellen die in beenmerg zitten. Dat hele productieproces verloopt via veel tussenstapjes en soms gaat dat fout.

Ergens in de productielijn van bloedcellen vormen zich bijvoorbeeld kankercellen. Die woekering van cellen verstoort de normale aanmaak van bloedcellen, waardoor levensbedreigende problemen kunnen ontstaan als bloedarmoede (rode bloedcellen) of problemen met de stolling (bloedplaatjes) of de afweer (witte bloedplaatjes). Leukemie en de ziekte van Kahler zijn daar voorbeelden van.

Totaal vernietigen
Martens: ‘In ernstige, levensbedreigende situaties blijft soms maar één mogelijkheid over: het hele bloedvormende systeem compleet vernietigen om het daarna weer zonder foutjes op te bouwen. Met chemotherapie worden dan alle bloedvormende, hematopoëtische stamcellen in de patiënt vernietigd. Is dat gebeurd, dan krijgt hij stamcellen van een gezonde donor terug. Uit die stamcellen groeit dan weer een compleet nieuw bloedvormend systeem, inclusief afweer.’

terug naar boven

Graft versus host (GvH)

Het lichaam schoonvegen

De stamcellen van de donor moeten sterk lijken op die van de patiënt. Anders herkent de afweer van de donor de ontvangende patiënt niet en volgt er een sterke afstotingsreactie, waarbij de afweercellen van de donor het lichaam van de patiënt gaan opruimen!

Martens: ‘Als je niet ingrijpt, is zo’n ernstige graft versus host-reactie voor vrijwel iedereen dodelijk. Minder dan tien procent van de patiënten overleeft zo’n reactie. Maar in een heel lichte en tijdelijke vorm is die ‘opruimactie’ juist heel nuttig.

Schoonvegen
Bij de vernietiging van het bloedvormende systeem van leukemie- of Kahlerpatiënten ontspringen vaak enkele tumorcellen de dans. Met het grote gevaar dat die cellen zich daarna weer gaan vermenigvuldigen en de ziekte weer terugkomt. Een tijdelijke graft versus host-reactie richt zich óók tegen de tumorcellen die zijn achtergebleven. Het is dus een zeer effectieve, laatste schoonveegactie die medici graag willen gebruiken bij de behandeling.’

terug naar boven

Gentherapie tegen GvH-reactie
Het probleem van graft versus host (GvH) is dat de reactie moeilijk voorspelbaar én moeilijk behandelbaar is. Martens: ‘Soms lukt het zelfs niet om met sterke afweeronderdrukkende middelen die reactie uit te doven. Daarom hebben we enkele jaren geleden een speciale gentherapie ontworpen.

Zelfmoord-gen
In T-cellen van het donortransplantaat hebben we een zelfmoord-gen ingebouwd dat we onmiddellijk kunnen activeren als de GvH-reactie uit de hand dreigt te lopen. De gedoneerde T-cellen leggen dan het loodje, waarmee de angel uit de GvH-reactie wordt gehaald.

Voordeel: je kunt de reactie beter indammen. Nadeel: de schoonveegactie stopt ook onmiddellijk. Op dit moment vinden de eerste studies plaats bij patiënten.’

terug naar boven

Stamcellen tegen GvH-reactie
Terwijl het onderzoek naar het zelfmoord-gen nog in volle gang was, dook uit onverwachte hoek ineens de mesenchymale stamcel (MSC) weer op. Een jongen met een ernstige GvH-reactie kreeg in een experimenteel onderzoek in een ziekenhuis in Zweden mesenchymale stamcellen van zijn moeder toegediend. Met opmerkelijke resultaten.

Martens: ‘De reactie doofde geleidelijk uit en de symptomen van de ziekte verdwenen. Inmiddels zijn vele tientallen patiënten op deze manier behandeld. In vijftig tot zeventig procent van de gevallen gaat dat goed en dooft de GvH-reactie binnen enkele weken uit. Hoe dit precies werkt, weten we niet. Misschien produceert de MSC stoffen die de T-cel afremt, misschien praten beide cellen direct met elkaar, maar het kan ook heel anders in elkaar zitten.’

terug naar boven

Doorzichtige muis
Voor het fundamentele onderzoek naar dit proces maakt Martens dankbaar gebruik van een ‘lichtgevende muis’. ‘We voorzien cellen van genen die fluorescerende stoffen produceren’, zegt Martens.

‘Met speciale apparatuur kunnen we die lichtgevende cellen overal in een levende muis zichtbaar maken, zodat we in feite beschikken over een transparante, doorzichtige muis. We zien waar ingespoten tumorcellen terechtkomen, of ze zich hechten en vermenigvuldigen. Ook uitzaaiingen en de effecten van therapieën zijn zo in één en dezelfde levende muis perfect te volgen en in beeld te brengen. Dat geeft ongekende mogelijkheden voor onderzoek.’

Selectief actief
Het onderzoek heeft al interessante resultaten opgeleverd. Martens: ‘In het muizenmodel dooft de ernstige GvH-reactie inderdaad uit door toevoeging van mesenchymale stamcellen. Maar we zien ook, dat die uitdoving níét ten koste gaat van de afweerreactie tegen achtergebleven tumorcellen.

Dat is the best of both worlds. Recent hebben hematologen hier in huis al de eerste patiënten behandeld met mesenchymale stamcellen die in het stamcellaboratorium van het UMC Utrecht werden opgekweekt. Prachtig om te zien hoe fundamenteel onderzoek zo snel en succesvol naar de patiënt is gebracht.’

terug naar boven

Lees meer over stamcellen

Lees meer over de verschillende bronnen van stamcellen

Lees verder over gentherapie

Naar overig nieuws

Auteur: Pieter Lomans
Het originele artikel verscheen eerder in Uniek, het magazine van het UMC Utrecht.

	0900-6655566 25 cent per minuut ma. en do. 10:00 tot 15:00 uur
	erfolijn@erfocentrum.nl