Onderzoek met stamcellen

Er wordt veel onderzoek gedaan met en naar stamcellen. Dit gebeurt zowel in Nederland als in het buitenland. Stamcelonderzoek richt zich vaak op het vervangen van beschadigde cellen in het lichaam, en het bouwen van nieuwe weefsels en organen. Daarnaast worden stamcellen gebruikt om meer te weten te komen over (erfelijke) aandoeningen en ziektes.

Momenteel bestaan er weinig standaard behandelingen met stamcellen. Als artsen iemand met stamcellen behandelen, gebeurt dat bijna altijd tijdens een klinisch onderzoek. Nieuwe therapieën worden eerst in het laboratorium en op proefdieren getest. Dit om de veiligheid en werkzaamheid te bestuderen. Pas daarna wordt onderzoek gedaan bij mensen. Het duurt daarom nog jaren voordat behandelingen met stamcellen toegepast zullen worden in de zorg.

Klinisch onderzoek werd tot voor kort alleen gedaan met foetale en volwassen stamcellen. Kort geleden is het eerste onderzoek met embryonale stamcellen bij mensen van start gegaan in de VS.

Welke ziektes en aandoeningen?
Het onderzoek met stamcellen richt zich op zeer veel verschillende ziekten en aandoeningen. Naar bepaalde ziekten wordt meer onderzoek gedaan. Bijvoorbeeld omdat de wetenschappers al beter begrijpen hoe een bepaalde stamcel werkt, of omdat de resultaten rooskleurig zijn.

In Nederland lopen klinische studies om de effecten van stamcellen te bestuderen bij onder andere de ziekte van Crohn, pijn in de borst bij hartfalen en afstoting na een beenmergtransplantatie. Vanuit de organisatie ZonMW worden een aantal klinische onderzoeken naar stamcellen gefinancierd.

Hieronder staan een paar (wereldwijd) veelonderzochte ziekten en aandoeningen uitgelicht.

Hart- en vaatziekten
Wetenschappers doen veel onderzoek naar hart- en vaatziekten. Vooral met hematopoietische stamcellen. Dit zijn bloedvormende stamcellen: hieruit ontstaan de rode bloedcellen, witte bloedcellen en bloedplaatjes.

In meerdere studies keken wetenschappers wat het inspuiten van stamcellen voor effect heeft op mensen na een hartaanval. De stamcellen werden uit het beenmerg of bloed van de mensen zelf gehaald. Over het algemeen waren er geen ernstige bijwerkingen bij dit soort studies. Maar het is nog niet duidelijk of de stamcellen echt helpen.

Andere onderzoekers richten zich op het bouwen van nieuwe bloedvaten. Bijvoorbeeld bij perifeer arterieel vaatlijden (PAV). Mensen met PAV hebben vernauwde slagaders, vooral in de benen. Hierdoor kunnen weefsels te weinig zuurstof krijgen, wat pijn en kramp veroorzaakt. Wetenschappers willen de soort stamcel vinden, die het beste is in het maken van nieuwe bloedvaten.

Stamcellen in een schaaltje

Diabetes type 1
Diabetes type 1 is een vorm van suikerziekte. Bij diabetes type 1 maakt het lichaam geen of weinig insuline aan. Hierdoor is er minder energie voor het lichaam en ontstaan kenmerken als moeheid en lusteloosheid. Ook hebben mensen met deze aandoening vaak dorst, waardoor ze veel drinken en plassen.

De afweer van het lichaam beschermt het lichaam normaal tegen gevaren van buitenaf, zoals bacteriën. Maar bij diabetes type 1 vernietigt de afweer cellen in de alvleesklier, die normaal insuline maken. Mensen met diabetes type 1 spuiten daarom dagelijks bij zichzelf insuline in. Hierdoor verdwijnen de kenmerken tijdelijk.

Het zou handiger zijn, als de cellen die insuline maken worden vervangen. Dat proberen wetenschappers dan ook te doen. In het laboratorium onderzoeken zij of ze stamcellen kunnen laten uitgroeien tot insuline makende cellen. Het is al gelukt om muizen met diabetes type 1 te genezen. Dit deden ze door nieuwe alvleeskliercellen bij de muizen in te brengen, die gemaakt waren van stamcellen. Maar een behandeling voor mensen ligt nog ver in de toekomst.

Kanker
Het onderzoek naar kanker heeft meerdere aanknopingspunten. Zo wordt een studie uitgevoerd naar de zogenaamde natural killercellen, een type afweercel. Deze soldaatjes maken ongewenste cellen in het lichaam kapot. Zoals lichaamscellen die zijn aangetast door een virus. Wetenschappers willen deze natural killercellen ook gebruiken om kankercellen aan te vallen. Ze halen uit navelstrengbloed en beenmerg bloedvormende stamcellen. Hieruit groeien natural killercellen. Vervolgens spuiten ze deze cellen in bij mensen met acute myeloïde leukemie, een vorm van bloedkanker. Het idee is dat de natural killercellen de kankercellen kapot maken. De onderzoekers gaan ook proberen om de natural killercellen aan te passen met gentherapie, zodat ze de kankercellen beter herkennen en aanvallen.

Andere onderzoeken richten zich op kankerstamcellen. Normale stamcellen groeien wanneer dat nodig is. Maar kankerstamcellen weten niet wanneer ze moeten ophouden met delen. De cellen groeien op een onbeheerste manier, waardoor kanker ontstaat. Wetenschappers onderzoeken de verschillen tussen normale stamcellen en kankerstamcellen. Zo hopen ze een nieuwe insteek te vinden voor de behandeling van kanker.

Zenuwen en hersenen
Onderzoekers bestuderen verder aandoeningen waarbij de zenuwen en hersenen zijn aangedaan. Bijvoorbeeld als het ruggenmerg van mensen beschadigd is, of als zij de ziekte van Parkinson hebben.

Een Amerikaanse universiteit en biotechnologie bedrijf voeren sinds kort een klinische studie uit bij mensen met ruggenmerg dat sinds een paar dagen beschadigd is. Het ruggenmerg zijn de zenuwen in de ruggengraat. Eerder deden de wetenschappers dit onderzoek bij ratten. De ratten konden niet meer lopen door hun beschadigde ruggenmerg. Ze kregen cellen afkomstig van embryonale stamcellen ingespoten, die in hun lichamen uitgroeiden tot een bepaald type zenuwcel. Hierdoor genas hun ruggenmerg en konden ze weer lopen. In augustus 2010 kregen de universiteit en het biotech-bedrijf toestemming om bij tien patiënten cellen in te spuiten, die ontwikkeld zijn uit embryonale stamcellen.

De ziekte van Parkinson is een aandoening van de hersenen, waarbij één type zenuwcellen afsterft. Wetenschappers proberen bepaalde stamcellen dit type zenuwcel te laten maken. Dan kunnen ze deze stamcellen inbrengen in de hersenen, waardoor de kenmerken afnemen. Dit soort behandelingen is al geprobeerd bij mensen in klinische studies met foetale hersenstamcellen, maar de effecten en bijwerkingen lopen uiteen.

terug naar boven

Welke soorten onderzoek?
Het onderzoek naar stamcellen gebeurt op verschillende manieren. Vaak overlapt stamcelonderzoek met andere technieken binnen de biotechnologie, zoals weefselkweek en gentherapie. Sommige onderzoeken zijn niet direct nuttig voor patiënten, maar leren ons meer over hoe stamcellen werken.

Cellen bestuderen

Foto: Wellcome Library, Londen

Wetenschappers gebruiken stamcellen om de ontwikkeling van cellen te bestuderen. Dit doen ze vooral met embryonale stamcellen, omdat deze nog uitgroeien tot alle soorten lichaamscellen. De onderzoekers stimuleren de stamcel om zich te ontwikkelen tot bijvoorbeeld een hersencel, en bekijken dit proces.

Hierdoor leren wetenschappers hoe het lichaam zich ontwikkelt van een embryo naar een mens. Ze komen meer te weten over hoe een weefsel groeit, hoe cellen zich gedragen, en hoe (erfelijke) ziekten ontstaan. Met de kennis die ze opdoen, hopen ze te ontdekken hoe ze aandoeningen en ziekten kunnen behandelen.

Weefselkweek
Stamcellen worden vaak gebruikt bij weefselkweek, ofwel tissue engineering. Dit is een techniek waarmee onderzoekers in het laboratorium organen en weefsels proberen te maken. Denk hierbij aan hartkleppen, bloedvaten, een blaas, hoornvlies, bot, kraakbeen en nog veel meer.

Gentherapie
DNA is het erfelijke materiaal, waarin al onze erfelijke eigenschappen zijn vastgelegd op genen. Genen bevatten informatie over een specifieke eigenschap van het lichaam. Als een gen afwijkt, kan dit een aandoening veroorzaken. Het afwijkende gen zit meestal in alle lichaamscellen bij een erfelijke aandoening, dus ook in de stamcellen. Het is dan lastig om iemands eigen stamcellen te gebruiken voor een behandeling.

Wetenschappers onderzoeken of ze in de stamcellen het afwijkende gen kunnen aanpassen met gentherapie. De stamcellen zouden daardoor gezond worden en bij kunnen dragen aan het genezen van de aandoening. Dit soort onderzoek staat echter nog in de kinderschoenen. In Italië is wel al iemand met de erfelijke huidaandoening epidermolysis bullosa behandeld met zijn eigen stamcellen, nadat het afwijkende gen was gerepareerd. Hierna bleven de eerder aanwezige blaren op zijn huid weg. Maar wetenschappers verwachten dat het nog vele jaren duurt, voordat dit soort behandelingen mogelijk zijn voor veel patiënten.

Onderzoek naar iPS-cellen
Momenteel wordt veel onderzoek gedaan naar iPS-cellen: normale lichaamscellen die in het laboratorium worden veranderd in stamcellen. Wetenschappers hopen namelijk dat iPS-cellen op termijn de ethisch beladen embryonale stamcellen kunnen vervangen.

Onderzoekers bestuderen vooral:

• Hoe ze het beste een lichaamscel kunnen veranderen in een iPS-cel. Momenteel wordt gentherapie gebruikt om een iPS-cel te maken, maar wetenschappers proberen een andere techniek te bedenken. Ze willen er voor zorgen dat de iPS-cellen veilig zijn, want nu kunnen ze kanker veroorzaken.
• Hoe ze een iPS-cel kunnen laten uitgroeien tot specifieke lichaamscellen. Het is nu nog moeilijk om een iPS-cel precies te laten doen wat je wilt, namelijk veranderen in de soort lichaamscel die nodig is. Ditzelfde probleem bestaat ook voor embryonale stamcellen.

Video 'Wat is leven?' van het programma De Bovenkamer
Met stamcelonderzoeker Christine Mummery.

terug naar boven

Vervangen van mens- en dierproeven
Stamcellen kunnen lang blijven delen en veranderen in meerdere of alle soorten lichaamscellen. Hierdoor bieden ze een goed alternatief voor proefdieren en proefpersonen. In de toekomst kunnen wetenschappers duizenden stoffen snel uitproberen op meerdere soorten lichaamscellen ontstaan uit stamcellen. Denk hierbij aan nieuwe medicijnen, maar ook aan onderzoek naar de effecten van giftige stoffen. Dit is dus niet alleen goedkoop en efficiënt, maar zorgt ook voor een vermindering van het aantal dierproeven.

Auteur: Ragna Senf, MSc
Met dank aan prof. dr. Christine Mummery, hoogleraar Ontwikkelingsbiologie en Hoofd van de afdeling Anatomie en Embryologie van het Leids Universitair Medisch Centrum.

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