lespakket : stamcellen

LESPAKKET : STAMCELLEN
1. DEFINITIE VAN STAMCELLEN
Een stamcel is een cel die zichzelf kan vermenigvuldigen en daarnaast nog
in staat is zich om te vormen (= te differentiëren) naar één of meer
gespecialiseerde celtypes
Drie eigenschappen zijn nodig om het onderscheid te maken tussen een
stamcel en een rijpe , volledig gespecialiseerde cel: de “nietdifferentiatie”, de “proliferatie” en de “herstel” functie.
•
Niet-differentiatie:
De meeste “gewone” cellen van het lichaam hebben een bepaalde
specifieke taak. Er is dus sprake van een sterke differentiatie. Cellen
van huid, organen, bloed, enz. zijn geschikt om deze heel specifieke
functie uit te voeren en kunnen niet de taken van andere cellen
overnemen.
De volledige informatie van het genetisch materiaal of DNA van de
volledige persoon bevindt zich in elke celkern. Door methylgroepen
(-CH3) op de corresponderende genen te plaatsen wordt de
informatie over andere functies afgesloten en wordt de cel
gespecialiseerd voor een bepaalde functie en dus gedifferentieëerd.
Deze specialisatie van de cel of differentiatie is in principe
onomkeerbaar.
De stamcel is niet gedifferentiëerd en heeft het vermogen om
bepaalde celtypes aan te maken en daarnaast ook om zichzelf te
reproduceren.
•
Proliferatie:
Een gewone cel vermenigvuldigt zichzelf zelden of nooit.
Daartegenover kan een stamcel zichzelf over lange termijn
hernieuwen door te delen.
In wetenschappelijke termen heet dit: self-renewal.
Een stamcel kan zich ook zeer snel vermenigvuldigen en dit zonder
aantoonbare veroudering dank zij haar bijzondere telomeren.
Bij deling van een stamcel, behoudt de stamcel haar eigenschappen
en tegelijk is de stamcel in staat om meer gespecialiseerde dochtercellen aan te maken. Onder normale omstandigheden of mits een
aangepast signaal zal een stamcel differentiëren in de verschillende
celtypes die het organisme vormen. Stamcellen ontwikkelen zich tot
volwassen cellen met gespecialiseerde functies, zoals bijvoorbeeld
hart, huid en zenuwcellen.
1
Stamcellen komen voor in alle meercellige organismes. Er zijn ook
voorbeelden in het plantenrijk te vinden.
Een gewone cel vermenigvuldigt zich zelden of nooit.
• Functie:
Evenwel heeft men vastgesteld dat kankercellen erin slagen om de
methylgroepen te verwijderen in de celkern waardoor de cellen
vernieuwde delingscapaciteit krijgen. Vaak bij kankercellen is de capaciteit
tot differentiëren verloren. Een belangrijk verschil tussen kankercellen en
stamcellen is de capaciteit van stamcellen om een orgaan of weefsel
correct te herstellen, daar waar kankercellen zich ongebreideld (zonder
respect voor de grenzen met andere weefsels) en nutteloos/inefficiënt
vermenigvuldigen.
Met bepaalde technieken( therapeutisch of reproductief klonen) kan men
de delingscapaciteit van de celkernen opnieuw induceren, door de kern in
een eicel in te planten.
Men is er ook in geslaagd gewone volwassen celkernen hun
stamcelcapaciteiten te laten terug vinden door genetische manipulatie nl
door vier genen in de kern brengen. Op het eerste zicht zijn die cellen
“embryonic stem cell –like” en ze worden ook iPS= induced pluripotent
stem cells genoemd. Hier is evenwel nog verder onderzoek nodig om hun
bruikbaarheid verder na te gaan.
2. SOORTEN STAMCELLEN
De soorten stamcellen worden bepaald volgens de bron (=in welk
ontwikkelingsstadium van de mens gepreleveerd) en volgens de potentie
(in welke cellen kan deze stamcel zich nog ontwikkelen).
•
VOLGENS BRON: waar heeft men de stamcel gehaald?
Embryonale en volwassen stamcellen
Embryonale stamcellen zijn cellen die afgenomen of “gepreleveerd”
worden vanaf de bevruchte eicel, ook zygoot genoemd , dit is de
versmelting van een eicel en een zaadcel, tot en met de
ontwikkelingsstadia van blastula of blastocyst.
Na het samensmelten van de eicel en de zaadcel, zal de bevruchte eicel
zich delen, eerst tot twee dochtercellen, dan tot vier, acht, zestien cellen
enz.
Dit vroege stadium van de bevruchte eicel, vier dagen na de bevruchting
en met 64 à 128 cellen heet “morula” omdat het lijkt op een moerbei; een
2
embryonale stamcel uit deze bron wordt dus binnen de 3 à 4 dagen na de
bevruchting afgenomen.
Na de morula fase bereikt men het stadium van de blastocyst. Vanaf de
vijfde dag na de bevruchting leiden de opeenvolgende delingen tot een
embryo dat de vorm van een hol balletje heeft , blastocyst genoemd
(griekse woord BLASTOS=kiem). De allereerste ontwikkelingsverschillen
tussen de cellen zijn hier reeds aanwezig: het embryo bevat vanaf dit
stadium drie “kiem”lagen elk ervan heeft de vorming van een verschillend
soort weefsel als uiteindelijk doel. Stamcellen gepreleveerd uit dit stadium
worden uit de binnenste celmassa (in het engels “inner cell mass”) van de
blastocyst gehaald en in kweek gebracht.
Embryonale stamcellen worden ook aangeduid als ES-cellen. (embryonal
stem cell)
Volwassen stamcellen zijn stamcellen die reeds een differentiatie
kennen. Na het stadium van morula en blastocyst zijn stamcellen immers
reeds meer in één bepaalde richting geëvolueerd. Deze benoeming wijst
dus niet op een cel uit het lichaam van een volwassene, maar op het feit
dat deze stamcellen niet meer in staat zijn om alle celtypes aan te maken.
Het zijn dus eerder “niet-embryonale” stamcellen en deze volwassen
stamcellen worden in diverse weefsels aangetroffen, zowel in de foetus,
de pasgeborenen, het kind en de volwassene.
Volwassen stamcellen zijn eerder zeldzaam en dus moeilijk te
identificeren. Volwassen stamcellen kan men theoretisch terugvinden
zowel in weefsels met een snelle vernieuwingscyclus als in weefsels met
een trage vernieuwingscyclus.
In drie soorten weefsels die snel vernieuwen zijn volwassen stamcellen
ondertussen reeds langer aangetroffen nl. in de epidermis (huid), in het
darmweefsel en in het beenmerg.
In weefsels met een trage vernieuwingscyclus zijn er ook stamcellen maar
die zijn veel moeilijker te lokaliseren. Voorbeelden zijn spier- en
leverstamcellen. In de hersenen heeft men ook stamcellen aangetoond.
Onderzoek richt zich momenteel naar stamcellen in tandpulp, cornea en
retina.
Volwassen stamcellen zijn moeilijk te identificeren want zij kunnen slechts
als stamcel geïdentificeerd worden door aan te tonen dat ze proliferatie en
differentiatie eigenschappen bezitten. Verder kan men volwassen
stamcellen niet onderscheiden van de andere cellen van het weefsel.
•
VOLGENS POTENTIE: tot welke cellen kan deze stamcel zich nog
ontwikkelen?
Het onderscheid volgens potentie zal weergeven welke evoluties men kan
verwachten van de stamcel. Er zijn drie soorten: totipotent, pluripotent en
multipotent.
3
De eicel heeft de kracht of potentie om zich te ontwikkelen tot een
volledig mens na de bevruchting. Dit betekent dat de bevruchte eicel
“totipotent” is: een volledig individu kan zich uit deze cel ontwikkelen.
Ook na de eerste delingen behoudt elke cel haar “totopotent” karakter.
Een voorbeeld is de een-eiïge tweeling: de eicel deelt zich en de twee
onderdelen gaan zich apart verder ontwikkelen tot een genetisch identieke
tweeling.
Uit de eerste splitsingen van de bevruchte eicel kunnen elk van deze
cellen op zich tot een nieuw mens leiden. Dit is echter slechts mogelijk tot
de splitsing in 8 cellen. Elke cel heeft de volle mogelijkheid (=potentie)
om elke soort (=toti) menselijk weefsel aan te maken.
Hierna zijn de stamcellen iets specifieker. De stamcellen die gepreleveerd
worden uit de blastocyst kunnen niet langer een volledig individu
voortbrengen. Zij zijn “pluripotent” : alle soorten cellen kunnen uit de
stamcel voortkomen, maar niet langer een volledig levend wezen. Immers
deze stamcellen hebben al een kleine differentiatie ondergaan. Toch
kunnen deze pluripotente stamcellen nog tot een van de meer dan 200
verschillende types menselijke cellen uitgroeien mits voldoende en
specifieke stimulatie. De verschillende mogelijkheden van de drie types
kiemweefsels zijn nog steeds allemaal aanwezig (mesoderm, endoderm en
ectoderm).
Volwassen stamcellen zijn niet totipotent (er kan geen volledig individu uit
groeien) en niet pluripotent (de drie soorten kiemweefseltypes kunnen
niet langer gevormd worden) maar zijn wel“multipotent”. Deze
stamcellen produceren een bepaald type weefsel en tegelijk hebben ze de
capaciteit tot voortdurende zelfvernieuwing. Ondanks het feit dat ze
diverse celtypes maken, blijven deze allemaal binnen één familietype. Zo
zullen hematopoietische stamcellen (dit zijn stamcellen uit beenmerg)
kunnen uitgroeien tot rode bloedcellen, bloedplaatjes, witte bloedcellen en
macrofage cellen maar nooit tot bijv. spiercel of zenuwcel. Bepaalde
stamcellen zijn slechts unipotent en kunnen slechts één soort cel
aanmaken. Dit is bijvoorbeeld het geval voor huid, lever en darmcellen .
3. EICEL (ovula, oocyt)
Nu bekijken we meer in detail de verschillende stadia van ontwikkeling
van eicel tot volwassen individu.
De stamcellen die worden afgenomen op een bepaald stadium van
ontwikkeling hebben specifieke eigenschappen, met name voor- en
nadelen, die hun toepassing zal beïnvloeden.
De eerste categorie van stamcellen is de “oerstamcel”, namelijk de eicel.
4
Elke vrouw met gezond reproductief systeem is geboren met aantal
(potentiële) eicellen in haar eierstokken. Eicellen groeien in de eierstokken
en naar mate ze rijper worden, bewegen ze met het zakje of follikel
waarin ze gewikkeld zijn naar de oppervlakte van de eierstok. Normaal
komt er één eicel in zijn follikel per maand tot volledige rijping. De follikel
barst en de eicel “valt” in het trechtervormige uiteinde van de eileider:
men spreekt over de “eisprong” en dit gebeurt ongeveer 14 dagen na het
begin van de laatste maandstonden.
Om de eicellen ‘in vivo’ te kunnen onderzoeken, worden eicellen
zogenaamd “geplukt en geoogst”. Dit is een invasieve medische
procedure, dwz er is een ernstige medische ingreep voor nodig. De vrouw
of het meisje wordt eerst hormonaal gestimuleerd zodat meerdere follikels
met eicellen tegelijk worden aangemaakt. Eerst wordt de lichaamseigen
hormonale productie van de hypofyse stilgelegd en de aanmaak van
eicellen door de eierstokken wordt via voorgeschreven lichaamsvreemde
hormonen gestimuleerd. Zodra er voldoende follikels aanwezig zijn en via
vaginale echografie worden waargenomen, wordt de rijping en de
afstoting gestumuleerd door weer andere hormonen. Zo wordt de afname
van een tiental eicellen of meer per stimulatieprocedure mogelijk. Niet
alleen de voorafgaande behandeling van de eiceldonor maar ook de
eicelafname zelf kan medische verwikkelingen veroorzaken, zoals het
hyperstimulatie syndroom, bloeding- of infectierisico’s. Het afnemen van
eicellen is dan ook een tijdrovende procedure. Er wordt gerekend dat dit
meer dan 60 uren medische interventies kost, gespreid over meerdere
weken.
De meeste eicelafnames gebeuren in de context van IVF: in vitro
fertilisatie. Deze techniek bestaat reeds zo’n 25 jaar. Evenwel zijn de
lange termijn risico’s van deze kunstmatige hormonale stimulatie van
eierstokken nog niet volledig in kaart gebracht. Bij toedienen van de
hormonen is overstimulatie (ovarian hyperstimulation syndroom) mogelijk
en de kans hiervoor is moeilijk voorspelbaar. Bekende symptomen bij
overstimulatie zijn, oa misselijkheid tot zelfs zware complicaties zoals
thomboses of overlijden. Zware complicaties zijn zeldzaam , minder dan 1
%.
De overtollige eicellen, niet gebruikt om kinderwens te vervullen, worden
daarnaast ook gebruikt voor onderzoek. Vooral de mogelijkheid tot het
therapeutisch klonen, door de vervanging van de nucleus of celkern van
de eicel met kernmateriaal van een te behandelen patient, met de
bedoeling stamcellen te produceren voor celtherapie, zou de vraag naar
eicellen sterk kunnen doen toenemen omdat dit in veel gevallen een heel
aanlokkelijke toepassing van celtherapie lijkt. (zie: lespakket
toepassingen)
5
4. MORULA
In de morula fase ondergaat de bevruchte eicel haar eerste delingen. De
bevruchte eicel splitst in twee, dan in vier, etc.. Deze cellen worden ook
blastomeren genoemd
Wanneer de bevruchte eicel zich in twee splitst, en deze twee delen gaan
zich afzonderlijk ontwikkelen, dan worden dit ééneiïge tweelingen.
De eigenschappen van deze morula fase zijn immers dat elke cel die bij de
splitsing wordt aangemaakt tot een volledig individu kan evolueren. Deze
cellen zijn totipotent.
Het is ook mogelijk één cel af te nemen van de morula zonder de groei
naar foetus en kind te beïnvloeden. De verdere ontwikkeling van het
embryo blijft mogelijk.
Bij IVF (in vitro fertilisatie) kan men van de morula één cel afnemen en er
een diagnostiek op uitvoeren. Dit betekent dat men kan testen of
genetisch overdraagbare ziektes of bloedcompatibiliteit aanwezig zijn.
Hierna is het mogelijk via in vitro fertilisatie selectief alleen de gezonde
embryo’s in te planten.
Een voorbeeld hiervan is de “saviour baby”: via IVF wordt een baby
aangemaakt met overeenstemmende bloedcompatibiliteit voor een door
leucemie aangetast broertje of zusje zodat deze baby een geschikte donor
zal worden. Onmiddellijk bij de geboorte zal een deel van de saviour
baby’s navelstrengbloed worden afgetapt om er de geschikte stamcellen
voor donatie uit te halen.
Een (stam)cel afnemen uit de morula tast de levensvatbaarheid niet aan:
het embryo kan verder blijven groeien tot baby . De (stam)cellen die
afgenomen worden uit de latere fase (blastocyst) leiden wél tot het
afsterven van het embryo, wat voor velen een ethisch dilemma vormt bij
stamcelresearch. Het afzuigen van één cel uit een morula zou dus het
ethisch debat rond embryonale stamcellen omwille van het afsterven van
het embryo kunnen oplossen.
5. BLASTOCYST (Blastula)
Vijf à zes dagen na de bevruchting zijn door de celdelingen van de
bevruchte eicel zo’n 100 tot 200 cellen ontstaan. Deze cellen hebben zich
opgesplitst in de vorm van een hol balletje met een uitwendige laag cellen
die verder gaan evolueren om de moederkoek (placenta) en andere
membranen rondom de foetus te vormen. De celmassa in het binnenste
van de blastocyst vormt de foetus zelf. Deze zogenaamde “inner cell
6
mass” (ICM) van de blastocyst is momenteel de voornaamste bron van
menselijke embryonale stamcellen.
Deze embryonale stamcellen kunnen zich ontwikkelen tot elk type weefsel
(van de drie types kiemweefsel: ectoderm, endoderm en mesoderm) en
zijn daarom pluripotent. Zij zijn niet meer totipotent vermits er geen
volledig individu meer uit een gepreleveerde cel uit de inner cell mass kan
voortkomen.
De menselijke embryonale stamcellen zijn uit de blastocyst genomen en
hierdoor ook de oorzaak van het afsterven van dit embryo. Het teniet
gaan van een embryo is de kern van het ethisch debat dat momenteel
rond embryonale stamcellen wordt gevoerd. Voor stamcelonderzoek
worden embryonale stamcellen gehaald uit overtollige bevruchte
blastocysten na in vitro fertilisatie behandelingen. De koppels die in
context van hun vruchtbaarheidsprobleem met IVF starten, dienen
hiervoor hun toestemming of “informed consent” te verlenen.
De bevruchte eicellen worden als blastocyst ingevroren en kunnen daarna
worden ingeplant bij de moeder of draagmoeder. De overblijvende
blastocysten kunnen door deze ouders gedoneerd worden aan andere
koppels, ofwel vernietigd worden ofwel voor wetenschappelijk onderzoek
gebruikt worden.
Daarnaast kan de vrouw beslissen eiceldonor te zijn zonder eigen
kinderwens en de eicel wordt hierna voor wetenschappelijk onderzoek
bevrucht met onbekend sperma. De stamcellijnen kunnen dus uit
dergelijke blastocysten die voor wetenschappelijke doelstellingen
aangemaakt zijn worden gepreleveerd. Slechts de meest “permissieve”
landen laten dit wettelijk toe.
Tevens kan men uit de eicel het genenmateriaal van de vrouw
verwijderen, er de celkern (nucleus) van “de patiënt” inbrengen,- en
daarom is dit ook somatische celkernoverdracht genoemd (SCNT)-, en
deze “kunstmatige eicel”door electrische stimulatie doen proliferen. Zo
ontstaat dan een blastocyst waaruit embryonale stamcellen kunnen
gekweekt worden die het DNA van “de patiënt” hebben. Deze laatste
mogelijkheid heet het “klonen” en hiervoor werden heel strenge wettelijke
grenzen vastgelegd.
Men moet ook weten dat klonen een groot aantal eicellen vereist (cf
documentatie rond de eerste menselijke klonen door Prof Hwang Woo
Suk, Zuid Korea, in 2004).
Het overgrote deel van onderzoek naar stamcellen gebeurt op basis van
stamcellen die uit de blastocyst gehaald werden en in kweek worden
gebracht in petrischalen. De cultuur van cellijnen uit deze gepreleveerde
cellen vraagt veel deskundigheid en geoptimaliseerde kweekbodems. De
correcte voedingsstoffen en temperaturen en het vermijden van
contaminatie door bacterieën en schimmels is van groot belang. De
huidige kweektechnieken en vereisten die het in leven houden van
7
stamcellijnen stellen, maken het op grote schaal aanmaken van
embryonale stamcellen in celtherapie op dit ogenblik onmogelijk.
Bovendien bestaan momenteel (nog) geen directe
celtherapiebehandelingen van patiënten op basis van de zuivere
totipotente en pluripotente stamcellen. Immers de krachtige groei
(proliferatie) en differentiatie van deze ongedifferentieëerde embryonale
stamcellen zijn moeilijk onder controle te brengen en zouden bij een
injectie ervan als celtherapie in een patient niet leiden tot bruikbare
weefsels maar risico op wildgroei (teratoma) opleveren. Onderzoek naar
de precieze manier waarop stamcellen in een bepaalde richting evolueren
en hoe dit aan te sturen, is volop aan de gang.
Zo de bezwaren van de twee voorafgaande groepen opgelost zouden zijn,
blijft er bij stamcel toepassingen nog steeds een probleem van weefsel
(in)compatibiliteit en ook van afstoting. De meest voor de hand liggende
oplossing hiervoor is het produceren van embryonale stamcellen door het
klonen of het hierboven beschreven “nuclear transfert”.
De embryonale stamcellen worden voornamelijk gebruikt voor
wetenschappelijk onderzoek. Men kan deze stamcellen stimuleren tot het
differentiëren naar één soort weefsel en de werking en de toxiciteit van
geneesmiddelen op deze weefsels bestuderen of de wetenschappelijke
kennis van deze soort cellen verbeteren. De studie van stamcellen met
bepaalde genen (bijv stamcellijn drager van de deltaF508 mutatie die
mucoviscidose veroorzaakt) maakt de wetenschappelijke studie van deze
genetische ziektes en hun gebruik als testmodel voor eventuele
behandelingen mogelijk.
Het zoeken naar de scheikundige factoren die stimulatie of differentiatie
induceren zal waarschijnlijk ook leiden tot het ontdekken van nieuwe
groeihormonen. Zo werd reeds EPO of “rode bloed cellen groeihormoon”
ontdekt.
Naast de alom aanwezige ethische vraag betreffende aanvaarbaarheid van
het “vernietigen” van een embryo door het afnemen van embryonale
stamcellen, en nog meer van het aanmaken van embryo’s uitsluitend voor
onderzoek, moet ook nog de volgende ethische vraag gesteld worden : is
het aanvaardbaar jonge meisjes en vrouwen aan te moedigen eicellen af
te staan, wetende de mogelijke invloed op hun verdere gezondheid? Deze
vraag is des te dringender daar er grote nood en vraag is naar eicellen,
zowel voor donatie als voor onderzoek.
6. FOETUS
Na de blastocyst fase, worden in het embryo de diverse gedifferentiëerde
celtypes aangemaakt die organen, huid, enz. zullen vormen en zijn de
8
aanwezige stamcellen in de foetus niet langer “embryonale” stamcellen
maar “volwassen” stamcellen.
Volwassen stamcellen zijn multipotent en niet langer meer pluripotent. Ze
zijn niet meer in staat om tot alle celtypes uit te groeien.
Verder zijn deze stamcellen moeilijker te vinden en minder krachtig in hun
delingskracht.
Het zoeken naar stamcellen in foetussen na abortus of miskramen is op
dit ogenblik dus niet meer van toepassing.
Het debat rond abortus is tevens een maatschappelijk en ethische
kwestie. Het gebruik van foetussen als bron van stamcellen voor
onderzoek is te beladen en hierdoor ongeschikt.
7. NAVELSTRENGBLOED
Bij de geboorte van de baby, kan het overblijvend navelstrengbloed
worden verzameld. De navelstreng naar de baby wordt eerst afgeklemd
en daarna prikt men het bloedvat in de navelstreng aan. Het bloed uit de
moederkoek wordt in een zakje opgevangen. Na het uitvoeren van
veiligheids- en typeringstesten worden deze bloedstalen ingevroren.
In dit navelstrengbloed bevinden zich volwassen stamcellen met
bloedvormende of hematopoëtische eigenschappen. Hieruit kunnen cellen
groeien die bloed aanmaken en afweer verbeteren. Dit zijn
hematopoiëtische stamcellen die later alleen nog in het beenmerg worden
aangetroffen.
Deze cellen zijn dus heel geschikt bij behandeling van leucemie patiënten.
Hoewel deze stamcellen uit navelbloed volwassen stamcellen zijn, ttz ze
kunnen slechts beperkt uitgroeien tot bloed- of bindweefselcellen (ze zijn
multipotent), zijn deze stamcellen uit navelstrengbloed wel nog heel
plastisch en krachtig.
In vergelijking met de volwassen stamcellen uit beenmerg van
volwassenene, zijn de hematopoietische stamcellen uit navelstrengbloed
meer immatuur: er is nog geen invloed van de omgeving op het
genmateriaal in deze cellen en de immuniteitseigenschappen zijn nog niet
volop ontwikkeld. Dit leidt tot een kleinere kans op afstoting bij gebruik in
het organisme van de ontvangende patiënt en minder infectie bij de
overdracht.
In vergelijking met bloedaanmakende cellen uit het beenmerg, zijn deze
stamcellen heel eenvoudig uit navelbloedstrengbloed te halen. Bovendien
lijkt de inzameling van deze bloedstalen gemakkelijker te organiseren dan
beenmergdonaties. Toch zijn de hoeveelheid aan SC in deze afnames te
klein om volwassenen die aan leukemie lijden te behandelen.
Per moederkoek kan slechts een maximaal 100tal milliliter bloed
gerecupereerd worden. Dit is te weinig om een transplantatie bij
9
volwassenen uit te voeren. Maar dit is wél significant voor de baby: het
gemiddelde bloedvolume van een baby van 3 kg is 300 cc.
De hoeveelheid navelstrengbloed is hoger bij:
- vaginale bevalling
- hoger gewicht van de baby
- snel afklemmen na geboorte: met 30 seconden na geboo van de
baby rte heeft men 35 ml/kg, met 2 minuten heeft men 14 ml/kg
lichaamsgewicht van de baby
Te snel afklemmen kan zodoende anemie of bloedarmoede bij de baby
veroorzaken.
Een voordeel is dat navelstrengbloed als bron van stamcellen niet
onderhevig is aan de ethische kwesties die verbonden zijn aan de status
van het menselijk embryo.
NAVELSTRENGBLOEDBANKEN
In deze materie is het belangrijk om het afwegen van het maatschappelijk
belang (leukemiebehandeling: pool van publieke navelstrengbloedbanken)
en van privé belangen (invriezen navelstrengbloed voor eventuele zelftherapie of voor sportende vader/moeder) niet uit het oog te verliezen.
Netcord is een wereld gegevensbank met gegevens over de typering van
stamcellen van navelstrengbloed die in publieke banken is ingevroren en
biedt aan leukemiepatiëntjes die deze therapie nodig hebben een grotere
voorraad stamcellen aan.
Daarnaast is er ook een sterke commercialisering van privé bloedbanken
die tegen betaling het navelstrengbloed van nieuwboren kinderen op
naam opslaan en diepvriezen voor de toekomst.
Er zijn ouders die het navelstrengbloed van hun kinderen laten opslaan als
een toekomstige bron van stamcellen voor eigen gebruik. Voorbeeld
hiervan zijn sportlui die hopen dat uit dit navelstrengbloed van hun
kinderen binnenkort stamcellen kunnen worden gehaald om hun
kraakbeen te laten regenereren na hun sportcarrière.
Dit soort praktijken roept vragen op van ethische aard, vooral gezien de
houdbaarheid van navelstrengbloed tot maximum 20 jaar beperkt is.
Ondertussen zijn er wel veel meer privé navelstrengbloedbanken (meer
dan 130) in vergelijking met publieke (vijftigtal).
De afname van navelstrengbloed voor de publieke navelstrengbanken
gebeurt onder stricte voorwaarden in een beperkt aantal materniteiten.
Privé navelstrengbloedbanken zorgen voor afname van navelstrengbloed
in elk ziekenhuis en rekenen voor de afname en de opslag van de stalen
verschillende duizenden euro aan.
10
Onderzoek is volop aan de gang om te proberen andere dan bloedcellen of
bindweefselcellen te laten aanmaken door deze stamcellen uit
navelstrengbloed. Dit heet onderzoek in “transdifferentiatie”.
8. STAMCELLEN UIT VOLWASSEN INDIVIDU
Er wordt reeds twintig jaar met succes gebruik gemaakt van volwassen
hematopoiëtische stamcellen nl bij beenmergtransplantatie voor de
behandeling van leukemie en enkele andere ziektes.
Ondertussen is men er ook in geslaagd de eerder zeldzame
hematopoiëtisch stamcellen in het perifeer bloed aanwezig te laten
vermenigvuldigen in vitro en dan te gebruiken zoals een
beenmergtransplantatie.
De zelfde aanpak probeert men, met enig succes, met huidstamcellen en
hoornvliesstamcellen.
Enkele klinische studies zijn aan de gang om dit ook toe te passen op
kraakbeenstamcellen, op hartspiercellen en andere. Succes is nog niet
verzekerd.
Het gebruik van cellen van volwassenen om deze om te vormen tot
krachtige stamcellen zou een oplossing zijn voor het debat rond het
gebruiken van embryonale stamcellen . Op dit ogenblik is dit nog niet
mogelijk.
De stamcellen in een volwassen lichaam zijn multipotent en kunnen
slechts de specifieke soorten cellen of weefsel produceren waar zij voor
geschikt zijn. Bijvoorbeeld: een hematopoietische stamcel kan slechts
bloedcellen vormen, niet zenuwcellen.
Bovendien door het feit dat deze stamcellen al een zekere leeftijd hebben
(volwassen cellen) werden ze ook blootgesteld aan de impact van de
omgevingsfactoren zoals licht en toxische stoffen. Door talrijke delingen
zijn hun chromosomen / telomeren ingekort door de inwerking van het
enzym telomerase. Deze verschillende aspecten maken het moeilijk om
van stamcellen uit volwassenen voorspelbaar veilige stamcellen voor
therapeutische toepassing te maken.
Catherine Verfaillie, een wereldbefaamde Vlaams wetenschapper, toonde
aan in haar laboratorium in Minnesota dat er bij volwassen personen naast
de gewone SC ook speciale cellen zijn met potentiële pluripotentie. Dit
betekent dat er ook volwassen stamcellen zijn die kunnen uitgroeien tot
een ander soort stamcellen en zo tot gelijk welke cel, Catherine Verfaillie
noemt die MAPC of Multipotent Adult Progenitor Cell. Waarschijnlijk
11
bestaan die cellen niet als dusdanig in een normaal lichaam, maar worden
deze kunstmatig geinduceerd.
Daarnaast zijn er ook tal van wetenschappers die onderzoeken of met
bepaalde prikkels de stamcellen van volwassenen kunnen gestuurd
worden in andere welbepaalde richtingen.
In 2007 kwam een nieuwe wetenschappelijke doorbraak : twee
verschillende wetenschappelijke ploegen , een Amerikaanse en een
Japanse, slaagden erin menselijke fibroblasten (volwassen steunweefselcellen bvb van de huid) te doen veranderen in ESC-like cellen iPS
genoemd.
Deze cellen hebben vele kenmerken van een echte Embryonale
StamCellen : ze kunnen differentiëren tot alle menselijke celtypes, ze
kunnen zich zeer vele keren zelf vermenigvuldigen zonder te verouderen –
of bijna, door hun lange telomeren.
Deze iPS cellen werden aangemaakt door genetische manipulatie, nl door
het inbrengen van meerdere genen zoals Oct4, Sox2, Nano, Myc, die
altijd bij ESC gevonden worden.
Een gen inplanten kan worden bereikt door tussenkomst van een
retrovirus. Evenwel moet nog aangetoond worden dat deze iPS cellen ook
weefsel kunnen herstellen in vivo, en geen wildgroei of andere
verwikkelingen veroorzaken.
Ondanks de “fantastische” wetenschappelijke doorbraken die vaak in de
pers worden beschreven heeft wetenschappelijk onderzoek nog niet
aangetoond dat op een veilige manier embryonale stamcellen of iPScellen
uit volwassen cellen in het menselijk organisme gebruikt kunnen worden
voor eventueel celtherapie.
Zo blijft verder onderzoek zowel op embryonale stamcellen als op
volwassen stamcellen noodzakelijk.
12