Steeds vers bloed

In ons lichaam worden voortdurend nieuwe bloedcellen aangemaakt. Dat moet, want deze cellen gaan maar kort mee. Voor de vorming zijn stamcellen uit het beenmerg onmisbaar. Stamcellen verschillen van andere cellen doordat zij zich voortdurend kunnen vernieuwen en er nooit een tekort ontstaat. Deze eigenschap gaat bij het ouder worden langzaam achteruit. Hoogleraar stamcelbiologie Gerald de Haan doet al jaren onderzoek naar de vraag wat er precies verandert in verouderende stamcellen.

Bommen
Eeuwig
Aan- en uitschakelen
Chronische leukemie

Bommen

Aangekleurde beenmergcellen Met dank aan Gerald de Haan

Eigenlijk is het onderzoek naar de vorming van bloedcellen en de rol van stamcellen daarbij een spin-off van de atoombommen op Hirosjima en Nagasaki.

Veel mensen die deze aanvallen aanvankelijk overleefden, stierven na enige tijd alsnog omdat de vrijgekomen straling hun beenmerg had aangetast. Daardoor viel de normale vorming van bloedcellen stil of ontstonden allerlei afwijkingen in het bloed waardoor ze leukemie kregen.

Beenmerg is stralingsgevoelig
“Op grond van deze ervaringen ging men in de jaren vijftig experimenteel ratten bestralen”, legt De Haan uit. “Daarbij ontdekte men dat het beenmerg uitermate stralingsgevoelig is. Zonder beenmerg gaat een mens dood. Er ontstaan dan immers geen nieuwe bloedcellen. Dat is fataal, omdat deze cellen hooguit een paar maanden leven en dus continu opnieuw aangemaakt moeten worden.

Toen men zag dat beenmergcellen bij hoge stralingsdoses compleet verdwenen, ontstond het idee om bestraalde ratten te transplanteren met beenmerg. Dat lukte: de bloedaanmaak kwam weer op gang.

Aanvankelijk dacht men dat er een stof in het beenmerg zat die zorgde voor de aanmaak van vers bloed uit nog intacte bloedcellen. Al snel bleek echter dat het de getransplanteerde cellen zelf waren die voor de bloedproductie zorgden. Zo kwam men erop dat er in het beenmerg cellen moesten zitten die alle typen bloedcellen kunnen aanmaken: de stamcellen.”

Dit onderzoek leidde in de jaren zestig onder andere tot de eerste beenmergtransplantaties bij patiënten. “De resultaten waren naar de huidige standaarden misschien niet geweldig, maar voor toen zeer opzienbarend.”

In de jaren zeventig en tachtig begon men met pogingen om de stamcellen uit het beenmerg te isoleren. Toen dat gelukt was, werd de vraag actueel wat er eigenlijk gebeurt wanneer een stamcel een rode of witte bloedcel wordt.

terug naar boven

Eeuwig
“In wezen is dat de vraag wat een stamcel tot stamcel maakt”, stelt De Haan. “Bij die oude experimenten was gevonden dat als je de stamcellen uit een muis isoleert en transplanteert naar een bestraalde muis, je met de stamcellen van de getransplanteerde muizen weer andere bestraalde muizen kunt redden.

Dat betekent dat een stamcel zich zo moet delen dat er behalve bloedcellen ook nieuwe stamcellen ontstaan. Stamcellen kunnen zichzelf dus regenereren. Dat zelfvernieuwende mechanisme is wezenlijk voor alle stamcellen waar ook in het lichaam en voorkomt dat stamcelpopulaties uitgeput raken.

Eén van de eerste dingen die men zich vervolgens afvroeg was hoeveel delingen een stamcel eigenlijk kan ondergaan. Het vermogen tot zelfvernieuwing neemt in de tijd namelijk langzaam af. Een cruciale vraag is dan wat er met zo’n cel gebeurt als die het op een gegeven moment minder goed gaat doen. En: zijn er genen bij betrokken die we kunnen manipuleren, zodat die cellen beter en langer actief blijven?”

De Haans groep heeft de afgelopen jaren een paar van zulke genen opgespoord. Als die kunstmatig tot overexpressie worden gebracht (door extra exemplaren van het gen in de stamcellen te brengen), dan maken de stamcellen relatief meer soortgenoten.

In principe zou die vernieuwing dus eeuwig kunnen zijn, maar dat heeft wel een prijs. “De muizen waarbij we dit deden, kregen uiteindelijk een soort leukemie. Blijkbaar zorgt de veroudering van stamcellen ervoor dat het aantal celdelingen onder controle blijft.

Hoe paradoxaal dat ook klinkt: veroudering biedt dus bescherming tegen kanker. Dat is natuurlijk een interessante connectie tussen veroudering en kanker en is ook één van de topics in ons KWF-project.”

terug naar boven

Aan- en uitschakelen
Eén van de genen die de Groninger onderzoekers vonden, kan andere genen aan- of uitzetten. Voor De Haan was dat geen verrassing: “Stamcellen en de witte bloedcellen die eruit ontstaan hebben exact dezelfde genen. Toch zijn ze totaal verschillend.

De verschillen zijn zo groot dat ze niet kunnen zijn ontstaan door sporadische mutaties, maar alleen als bepaalde genen ‘aan’ of ‘uit’ staan. Het gen dat wij gevonden hebben, lijkt ervoor te zorgen dat bepaalde stukken DNA niet meer afgelezen kunnen worden.

Verschillende soorten

Epigenetica
Zo worden in een toekomstige witte bloedcel de genen voor de vorming van hemoglobine, de kleurstof van rode bloedcellen, stilgelegd. Dat is onomkeerbaar. Dat is geen genetica, maar epigenetica, één niveau hoger dus.

Bij jonge en oude stamcellen zie je hetzelfde: een identiek genoom maar andere genen staan aan.” De stamcelonderzoeker denkt dat er mogelijk honderden andere genen zijn die de activiteit van hun soortgenoten kunnen beïnvloeden.

Hij wil daarom zijn subsidie gebruiken om dat soort genen op te sporen en kijken welke daarvan invloed hebben op de vorming van bloedcellen en de veroudering van stamcellen.

“Andersom kunnen we bij oudere leukemiepatiënten kijken of er iets mis is met dergelijke genen. Dan zou je op zoek kunnen naar methoden om eenmaal uitgeschakelde genen weer aan te zetten. Je gaat het genoom dan opnieuw programmeren. Dat moet wel selectief gebeuren, want sommige genen zullen uit moeten blijven staan.”

terug naar boven

Chronische leukemie
De eerste geneesmiddelen die dit zouden kunnen bestaan al en worden momenteel getest bij oudere leukemiepatiënten. Als deze, en nog te ontdekken, stoffen aanslaan, kan leukemie het karakter van een chronische ziekte krijgen, meent De Haan.

“Door de herprogrammering zul je vaak hebben dat de tumor op zich wel blijft bestaan, maar eerder een chronische afwijking wordt waar je niet al te veel last van hoeft te hebben.

In de praktijk is het namelijk zo dat bij leukemie niet alle bloedcellen zijn aangedaan, maar dat de gezonde cellen worden overwoekerd door de kankercellen. Het is als in mijn voortuin: als mos het gras overwoekert, zijn die grasjes er nog wel, maar je ziet ze niet totdat je het mos weghaalt.

Als het aantal omgeprogrammeerde cellen voldoende groot is, kun je leukemiepatiënten relatief gezond houden, omdat er wel degelijk ook nog normale bloedcelvorming plaatsvindt.

Dat zou vooral voor oudere patiënten een uitkomst zijn, omdat je ze dan niet hoeft te behandelen met cytostatica die ook allerlei andere cellen aantasten.”

Het originele artikel verscheen eerder in Triakel nr 1 2007, het magazine van het UMCG te Groningen.

Laatst bijgewerkt op 23 februari 2007

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