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
