Het klinkt als toekomstmuziek maar is al een paar jaar realiteit: wetenschappers kunnen met behulp van stamcellen mini-organen maken in het laboratorium. In Nederland wordt al een tijdje geëxperimenteerd met deze zogenaamde ‘organoids’. Dat is niet alleen razend interessant maar ook van groot belang voor mens én (proef)dier.
Cellen gebruiken voor medisch onderzoek
Al sinds jaar en dag worden menselijke cellen gebruikt voor medisch onderzoek. Zo kun je bijvoorbeeld longcellen ‘kweken’ in een schaaltje om ze vervolgens te onderzoeken op bijwerkingen van een nieuw medicijn tegen astma. Helaas blijkt zo’n laagje cellen niet altijd representatief te zijn voor het orgaan. Organen hebben bijvoorbeeld een specifieke driedimensionale structuur en bestaan uit verschillende celtypen. Daarnaast hebben organen te maken met vloeistofstromen voor de aan- en afvoer van voedingsstoffen en zuurstof. Door deze kenmerken is het moeilijk om met zekerheid te zeggen of zo’n onderzoek naar een laagje longcellen bruikbaar is voor toepassingen op echte astma patiënten. Proefdieren zijn daarom vooralsnog altijd nodig geweest om cel-onderzoek te bevestigen.
Organoids maken van stamcellen
Het Hubrecht Instituut in Utrecht was één van de eerste plekken waar werd geprobeerd dit probleem op te lossen. Hier werd een mini-darmpje, of ‘gut organoid’, inclusief de vloeistofstromen en met een darm-achtige structuur gekweekt. En last but not least: het mini-darmpje bestond ook uit meerdere typen darmcellen. Voor dit laatste kenmerk is gebruik gemaakt van stamcellen. In tegenstelling tot cellen met een specifieke functie kunnen stamcellen zich nog tot verschillende soorten cellen ontwikkelen. Daarom zijn stamcellen een ideaal startpunt voor de ontwikkeling van een organoid.
Maar… moeten we dit wel willen?
Wetenschappers worden van deze ontwikkelingen erg enthousiast, maar menig mens krijgt de kriebels van lezen over mini-organen. Dat is nergens voor nodig: in de praktijk ziet zo’n organoid er vaak bijna hetzelfde uit als het laagje cellen uit de eerste alinea. Ook op ethisch gebied ligt er soms bezwaar. Hoe komen onderzoekers aan deze stamcellen? En mag dat zomaar? Er wordt bij het maken van organoids meestal gebruik gemaakt van volwassen stamcellen. Dat zijn stamcellen die ieder mens bij zich draagt: de darmen van iedereen bevatten bijvoorbeeld darmstamcellen, zodat de darm zichzelf makkelijk kan vernieuwen of repareren. Zulke stamcellen kunnen vaak makkelijk worden verkregen tijdens een andere ingreep of operatie. En, niet onbelangrijk, ze worden alleen met uitdrukkelijke toestemming van de patiënt gebruikt voor onderzoek.
Organoids als vervanging voor proefdieren
Sinds de ontdekking van de mini-darmpjes zijn er nog veel meer soorten organoids ontwikkeld. Zo worden hersenen-organoids al gebruikt voor onderzoek naar autisme en worden nier-organoids toegepast om de oorzaak van chronisch nierfalen te ontrafelen. Mini-organen blijken veelbelovend om de mechanismen achter bepaalde ziektes te onderzoeken. Maar er zijn nog veel meer mogelijke toepassingen, zoals het personaliseren van behandelingen of het testen van medicijnen. Dit laatste biedt niet alleen voor patiënten maar ook voor proefdieren een lichtpuntje aan de horizon. Als organoids zo veel mogelijk organen zo goed mogelijk kunnen nabootsen is bevestigend proefdieronderzoek wellicht verleden tijd.
Over de auteur:
Deze blog is geschreven door Isa de Beer, zij heeft recent haar Master Moleculaire Geneeskunde aan het Erasmus MC afgerond.