Gratis longread: organen uit een kweekbakje

Onderstaand artikel verscheen oorspronkelijk in Transparant, het magazine van de Nederlandse Transplantatie Stichting, nr. 69 (april 2017).

De kwaliteit van donororganen is niet altijd goed genoeg om ze te kunnen transplanteren. Dr. Luc van der Laan (Erasmus MC) werkt met zijn collega’s aan manieren om organen van matige kwaliteit te upgraden. Zijn ultieme droom: het kweken van een compleet orgaan in een leeg ‘skelet’ van een bestaand orgaan, gebruikmakend van stamcellen.

‘Orgaantransplantatie dreigt het slachtoffer te worden van zijn eigen succes. Na een experimentele fase in de jaren zestig en zeventig is het nu echt een gevestigde behandeling geworden, en daardoor loopt het aanbod achter op de vraag.’ Aan het woord is dr. Luc van der Laan, die aan het Erasmus MC met zijn collega’s probeert om op allerlei manieren het organenaanbod wat dichter bij die stijgende vraag te krijgen.

Het probleem is niet alleen dat er simpelweg minder donoren zijn dan patiënten op de wachtlijst, vervolgt hij. ‘De donoren van nu zijn ook over het algemeen ouder dan een tijd geleden, wat minder gezonde organen oplevert. Bovendien eten en drinken we allemaal te veel – en ook dat doet onze nieren en levers geen goed.’

Toch gloort er hoop aan de horizon. Er wordt namelijk gewerkt aan technieken om organen van matige kwaliteit een upgrade te geven voordat ze hun plaats van bestemming in het lichaam van een patiënt bereiken. En wie weet is het op termijn zelfs mogelijk om een complete lever in het lab te bouwen.

Minder hectisch

De techniek die aan de basis staat van de stappen voorwaarts die Van der Laan op het oog heeft, is het ‘op de pomp plaatsen’ van organen, of, met een wat meer medische term: machinepreservatie. Dat wil zeggen dat je het zuurstofgebrek waar een donororgaan mee kampt tegengaat door er continu een vloeistof met zuurstof doorheen te pompen.

Bovendien kan zo’n orgaan in een machine warm worden gehouden. En dat heeft een groot voordeel, vertelt Van der Laan. ‘Als je een orgaan op ijs bewaart, zoals nu gebruikelijk is, moeten donorteams altijd rennen, rennen, rennen om het orgaan maar zo snel mogelijk te kunnen plaatsen. Als het hele traject iets langer duurt dan acht uur, wordt het al problematisch.’ Maar als je een orgaan warm houdt, blijft het tot 18 of zelfs 24 uur goed. ‘Dat maakt orgaantransplantatie een stuk minder hectisch.’

Mooi natuurlijk, maar het orgaantekort wordt er niet echt door aangepakt. Daarom willen onderzoekers als Van der Laan een stap verder. ‘Wat als we een slecht orgaan, dat we normaal niet zouden gebruiken, op de pomp zouden kunnen repareren zodat het wél kan worden ingezet?’

Stip op de horizon

Eén optie waar je aan kunt denken, is het ontvetten van levers. Nu worden levers met veel vet – een gevolg van alcoholgebruik – vaak door de chirurg afgekeurd. Maar je zou ook ontvettende stoffen door zo’n lever kunnen sturen als hij op de pomp zit. ‘Leververvetting is een dynamisch proces’, legt Van der Laan uit. ‘Als je een avondje gaat stappen en veel drinkt, ontstaat er levervet. Maar als je daarna een tijdje de alcohol laat staan, verdwijnt dat vet ook weer.’ En dus zou je verwachten dat er ook een weg terug mogelijk is voor een donorlever die zoveel vet bevat dat het erop lijkt dat hij de plaatsing niet goed zal doorstaan.

Een ander punt waarop het herstellen van donororganen zich zou kunnen richten, is de galboom. Die voert de in de lever geproduceerde gal af naar de darmen, maar blijkt na een transplantatie vaak beschadigd; soms zo erg dat de lever niet meer werkt en er een tweede transplantatie met een nieuw orgaan nodig is. Maar als je weet dat er iets mankeert aan een galboom, kun je hem misschien op de pomp repareren, zegt Van der Laan. ‘Dat is een toepassing waar we zo snel mogelijk naartoe willen. Dit zouden we binnen een paar jaar in de kliniek kunnen gaan testen.’

Om een galboom te herstellen, maak je gebruik van stamcellen; cellen die in tegenstelling tot gewone cellen onbeperkt kunnen blijven delen. En diezelfde cellen bieden ook kansen voor een nog veel spectaculairdere toepassing: een compleet orgaan bouwen. ‘Dat is de stip op de horizon waar we ons nu op richten.’

Kweekbakje

Nu wordt zo’n orgaan niet van de grond af opgebouwd. Je begint met een bestaand orgaan, waar je met een sterke zeepoplossing alle cellen uit spoelt. Het lege, flexibele ‘skelet’ dat je dan overhoudt, wordt de matrix genoemd. Hier doen in het Erasmus MC onder anderen dr. Monique Verstegen en dr. Jeroen de Jonge veel onderzoek naar. Het grote voordeel is: zo’n matrix kun je ook maken van een orgaan dat ongeschikt is voor transplantatie. ‘De hoeveelheid beschikbare donororganen wordt daardoor vele malen groter’, aldus Van der Laan.

Heb je eenmaal een schone matrix, dan moet je die gaan vullen met cellen. Dat zou je met gewone cellen kunnen doen – waar je er dan heel wat van nodig hebt – maar de genoemde stamcellen bieden een handigere optie. Daar heb je er maar een paar van nodig, die je kunt laten delen tot je genoeg hebt voor een heel orgaan.

Dat dit nu kan, is voor een belangrijk deel te danken aan de onderzoeksgroep van de Nederlandse geneticus en arts prof. Hans Clevers (Hubrecht Instituut). Die ontdekte in 2009 een manier om de benodigde stamcellen in het lichaam te identificeren en te isoleren, om ze vervolgens in een kweekbakje te laten groeien.

Organen vullen

Idealiter zou je de stamcellen van de ontvanger zelf gebruiken. Dan is de kans dat het gekweekte orgaan wordt afgestoten miniem – en kunnen dus ook de medicijnen die zo’n afstoting moeten bestrijden grotendeels achterwege blijven. En dat betekent weer dat de ontvanger verstoken blijft van alle bijwerkingen, zoals een vergrote kans op infecties.

Dan moet je die stamcellen natuurlijk wel eerst te pakken krijgen, door middel van een biopsie. ‘Dat is een ingreep met een relatief hoog risico op bloedingen en pijn’, zegt Van der Laan. ‘Aan de andere kant wordt er bij veel patiënten toch al een stukje weefsel weggenomen, zodat een patholoog hun ziekte kan evalueren. Als je daar een klein beetje van afsnoept, kun je daar de stamcellen uit halen om die te kweken.’

Vervolgens is het zaak om met de gekweekte cellen het leeggemaakte orgaan, oftewel de matrix, te vullen. Je plaatst dan de matrix op de pomp en stuurt de levercellen het orgaan in, bijvoorbeeld via de bloedvaten. Die bloedvaten zijn open, want de cellen waaruit hun wanden bestaan, zijn ook verwijderd. Bevinden de levercellen zich eenmaal op hun plek, dan bekleed je de wanden van de bloedvaten met bloedvatcellen.

Uiteraard brengt die procedure nogal wat uitdagingen met zich mee. Zo moet je de al geplaatste levercellen in leven zien te houden terwijl de rest van het orgaan wordt gevuld. ‘Als je ze geen zuurstof en voedingsstoffen geeft, kwijnen ze weg.’ Verder moeten voor deze taak labs speciaal worden ingericht en zijn er heel nieuwe specialisten nodig. Tot slot bestaat een complete lever uit 100 tot 300 miljard cellen. ‘Om er zoveel te kunnen creëren uit een paar stamcellen, zullen er nog een aantal schaalvergrotingen nodig zijn.’

Wel is er nog een tussenstap mogelijk, waarbij je geen hele organen bouwt, maar kleine versies: mini-orgaantjes of organoïden. Je kunt dan bijvoorbeeld een aantal mini-levertjes in de buurt van of in de slecht werkende lever van een patiënt plaatsen. ‘Dat zie ik dan wel meer als een overbruggingsstrategie dan een permanente oplossing’, zegt Van der Laan. Uiteindelijk zal er waarschijnlijk toch een echte transplantatie moeten komen.

Opwindende tijden

Van der Laan benadrukt dat het allemaal nog toekomstmuziek is. Sommige ontwikkelingen zouden binnen een paar jaar kunnen worden gerealiseerd, bij andere – zoals het bouwen van een volledig orgaan – zijn we waarschijnlijk een decennium verder voordat ze echt inzetbaar zijn. ‘Ik wil patiënten die nu op de wachtlijst staan geen valse hoop geven.’

Tegelijkertijd is Van der Laan overduidelijk enthousiast over de mogelijkheden. ‘Het zijn opwindende tijden. We praten al heel lang over het gebruik van stamcellen om organen te repareren of te maken. Nu kunnen we dat echt gaan doen. Daarbij zullen we ongetwijfeld tegen allerlei nieuwe barrières aanlopen, maar ik denk dat we een hele stap verder kunnen.’

Bovenstaand artikel verscheen oorspronkelijk in Transparant, het magazine van de Nederlandse Transplantatie Stichting, nr. 69 (april 2017).

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *