Neusspray tegen hersenschade

ZonMw TAS-projecten

Neusspray tegen hersenschade Adult mesenchymal stem cells (MSC) to regenerate the neonatal brain Contact Dr. A. (Annemieke) Kavelaars, [email protected], Divisie Perinatologie en Gynaecologie Psychoneuroimmunologie, UMC Utrecht Titel

Hersenschade bij pasgeborenen kan leiden tot spasticiteit, eenzijdige verlamming, epilepsie en problemen met spraak en geestelijke vermogens. Vooral bij te vroeg geboren kinderen komen beschadigingen in de witte stof van de hersenen en verstoppingen van de bloedvaatjes, de

belangrijkste oorzaken van de aandoening, relatief veel voor: bij ongeveer 5 procent van alle baby’s die vóór dertig weken zwangerschap ter wereld komen. Omdat deze hersenbeschadigingen grote gevolgen hebben op de kwaliteit van leven, is een behandeling van deze kwetsbare groep baby’s dringend gewenst. Het transplanteren van stamcellen uit het beenmerg van donoren naar de hersenen van pasgeborenen met hersenschade, zou een therapie kunnen zijn.

Experimenten in muizen hebben aangetoond dat het kan. Zogeheten mesenchymale stamcellen uit het beenmerg van een volwassen muis kunnen de hersenschade van pasgeboren muizen

verminderen. Het implanteren van deze cellen vermindert de infarctgrootte met ongeveer de helft en stimuleert de vorming van nieuwe zenuwcellen en andere hersencellen. De donorstamcellen

zijn zelfs in staat om verlammingen gedeeltelijk te herstellen. Bovendien hebben de onderzoekers van het UMC Utrecht een elegante manier ontdekt om de stamcellen in de hersenen te krijgen.

Niet door een naald in het brein te steken en de cellen in te spuiten, maar via het neusslijmvlies bijvoorbeeld met een neusspray. De stamcellen bewegen vervolgens vanzelf naar de aangedane

hersendelen. Overigens nemen de stamcellen niet zelf de plaats in van het beschadigde weefsel, ze zetten andere cellen in de hersenen aan tot het herstellen van de beschadigingen.

De bevindingen bij muizen zijn zo veelbelovend dat de stap naar de kliniek de komende jaren

kan worden gemaakt. Daartoe zullen de onderzoekers eerst bij muizen nog nauwkeuriger naar

de effecten van de stamcellen kijken en vooral ook naar de hoeveelheid stamcellen die nodig zijn

en het beste moment van toediening. Tegelijkertijd zullen in de faciliteit voor celtherapie van het

UMC geschikte preparaten van menselijke stamceldonors worden bereid en zal toestemming van de diverse ethische commissies worden verkregen voor een studie met baby’s. Daarin zullen in

diverse centra 40 te vroeg geboren baby’s en 20 op tijd geboren kinderen met een nauw omschreven vorm van hersenschade stamceltherapie krijgen. De resultaten van de behandeling zullen gedurende twee jaar worden vergeleken met een vergelijkbare groep onbehandelde baby’s.

De onderzoekers achten het realistisch dat deze nieuwe therapie op korte termijn in de kliniek

kan worden toegepast. Bij eventueel succes kan de behandeling wellicht worden uitgebreid tot baby’s met andere vormen van hersenletsel, zoals door zuurstofgebrek bij de geboorte en tot kinderen en volwassenen met hersentrauma’s of een beroerte.

ZonMw – programma Translationeel Adult Stamcelonderzoek

ZonMw TAS-projecten

Zieke darmen herstellen met weefselkweek

Regenerating Intestinal Tissue with Stem cells (RITS) Contact prof. dr. J.(Hans) C. Clevers, [email protected], Hubrecht Instituut, Utrecht Titel

De binnenbekleding van de darmen kan worden geplaagd door vele ziekten en aandoeningen. Vervanging van stukken aangedane darm door gezonde delen van een donor, is vooralsnog

on­mogelijk. Het darmepitheel vernieuwt zichzelf ongeveer elke week volledig door nieuw weefsel aan te maken. Daarbij zijn stamcellen betrokken die zich bevinden in de groeven van het darm­

epitheel. Wellicht kunnen deze stamcellen soelaas bieden bij het herstel van beschadigde darmen. Daarvoor is een weefselkweektechniek opgezet, die is gebaseerd op enkele van deze stamcellen. De transplantatie van dit gekweekte weefsel in muizen heeft geleid tot goed functionerende

darmen. De onderzoekers proberen deze techniek naar de kliniek te brengen en in te zetten voor daadwerkelijke transplantatie bij patiënten.

In een samenwerking tussen het Utrechtse Hubrecht Instituut, het UMC Groningen en het

Wilhelmina Kinderziekenhuis van het UMC Utrecht wordt een techniek die in muizen werkt,

geschikt gemaakt voor toepassing bij kinderen met een darmaandoening. Doordat inmiddels

veel is geleerd over de stamcellen die zich in de binnenbekleding van de darm bevinden, zijn de

onderzoekers erin geslaagd darmweefsel in een kweekbakje te groeien en te transplanteren naar de darmen van muizen. De techniek wordt nu verfijnd en ingezet onder klinische condities, met

als uitgangsmateriaal stamcellen uit weefselmonsters van patiënten. Daarbij gaat het om baby’s die zijn geboren met een zeldzame, maar zeer ernstige darmaandoening: Microvillus Inclusion Disease (MVID). Deze baby’s moeten volledig met moedermelk worden gevoed tot ze groot

genoeg zijn voor een transplantatie met donordarm. Desondanks sterft meer dan een derde van deze kinderen binnen vijf jaar na transplantatie.

De kweekcondities voor menselijk darmepitheel zijn anders dan die voor stamcellen uit de dunne darm van muizen. Ze vereisen ondersteunende cellen die noodzakelijke groeifactoren produceren

onder condities die geschikt zijn voor gebruik in de kliniek. Als bron voor stamcellen zullen stukjes weefsel gebruikt worden van familieleden, die zo goed mogelijk passen bij die van de pasgeborene. Als er in het laboratorium voldoende hoeveelheden van het voor transplantatie geschikt darm-

weefsel kunnen worden gekweekt, zullen enkele MVID-patiëntjes een transplantatie ondergaan. Waarschijnlijk zal dit dan de eerste transplantatie van zulk weefsel in patiënten zijn. De onder­ zoekers verwachten dat een succesvolle afronding van dit programma de weg opent naar de behandeling van meer algemeen voorkomende aandoeningen van de darmen, inclusief beschadigde darmen door bestraling en chemotherapie.

ZonMw – programma Translationeel Adult Stamcelonderzoek

ZonMw TAS-projecten

Stamcelinjecties in reumatische gewrichten

Mesenchymal stem cells for treatment of drug resistant pediatric Juvenile idiopathic arthritis Contact Dr. N. (Nico) M. Wulffraat Arts, [email protected] afdeling Kindergeneeskunde, Reumatologie, UMC Utrecht Titel

Jeugdreuma treft 1 van elke 1.000 kinderen. De aandoening, officieel juvenile idiopathic arthritis (JIA) genaamd, is een auto-immuunziekte met aanhoudende ontstekingsverschijnselen. Als de ziekte niet wordt behandeld zullen kraakbeen en bot van de gewrichten worden aangetast.

Helaas is JIA moeilijk te behandelen, ondanks het op de markt komen van nieuwe typen van

immuunmodulerende geneesmiddelen. Wel biedt de transplantatie van bloedvormende stam­

cellen van een donor mogelijkheden. De risico’s van ernstige bijwerkingen door deze therapie zijn echter zeer groot. Wellicht biedt een gelijktijdige transplantatie van een ander type stamcellen, de mesenchymale stamcellen, perspectief voor deze patiënten.

Onderzoekers van het UMC Utrecht hebben de afgelopen vijftien jaar laten zien dat patiënten met jeugdreuma en volwassenen met reumatoïde artritis geholpen kunnen worden met een trans-

plantatie van bloedvormende stamcellen. Vele jaren na de therapie heeft ongeveer de helft van

patiënten die ongevoelig zijn voor andere vormen van therapie baat bij deze transplantatie van

stamcellen van een donor. Vijf tot tien procent van de patiënt sterft echter door complicaties van

de transplantatie, vooral door afweerreacties van de getransplanteerde cellen tegen lichaamsweefsel van de patiënt. Een bepaalde groep van stamcellen, de niet bloedvormende mesenchymale

stamcellen (MSCs) uit het beenmerg blijken bescherming tegen deze ongewenste afweerreactie te bieden. Uit onderzoek van ruim 700 patiënten bij deze allogene MSCs afkomstig van gezonde

vrijwilligers zijn getransplanteerd, blijkt dat deze techniek veilig is. Bij diverse auto-immuunziekten, zoals diabetes, MS en SLE, worden er nu experimenten mee gedaan.

Nog niet bij JIA en reumatoïde artritis. De Utrechtse onderzoekers hebben door experimenten met muizen met een vorm van JIA aangetoond dat ook de transplantatie van alleen mesenchymale

stamcellen de muizen beschermt tegen klinische verschijnselen van artritis en tegen beschadiging van het gewrichtskraakbeen. Daarom willen zij een klinische studie beginnen bij patiënten met jeugdreuma van tussen de 4 en 18 jaar oud. Bij 6 patiënten, die niet goed reageren op andere

therapie, zullen MSCs in een geselecteerd gewricht worden geïnjecteerd. De onderzoekers zullen

veranderingen in zowel biochemische, fysiologische en klinische verschijnselen van artritis bestuderen als de kwaliteit van leven van patiënten. Uitgangspunt voor het onderzoek is om te komen

tot een therapie die in een zo vroeg mogelijk stadium de invaliderende gevolgen van reumatische

artritis kan remmen. Als deze aanpak effectief blijkt te zijn, kan ze wellicht worden uitgebreid naar ander auto-immunologische aandoeningen zoals reumatoïde artritis, SLE en diabetes mellitus, verwachten de onderzoekers.

ZonMw – programma Translationeel Adult Stamcelonderzoek

ZonMw TAS-projecten

Gekweekte cellen tegen hartfalen Cardiomyocyte progenitor cells for clinical application in cardiac repair Contact Dr. M. (Marie-José) J.T.H. Goumans, [email protected], afdeling Moleculaire Celbiologie, LUMC Leiden Titel

Hart- en vaatziekten zijn nog steeds doodsoorzaak nummer één, ondanks verbeteringen in de

behandeling ervan. Na een hartinfarct, waarbij het hartspierweefsel het enige tijd zonder zuurstof heeft moeten stellen, vermindert het samentrekkend vermogen van de hartspier, wordt er colla-

geen afgezet in het weefsel en treedt een proces van bindweefselvorming op. Dikwijls is hartfalen daarvan het uiteindelijke gevolg. Hoewel hartspiercellen zich wel enigszins kunnen vernieuwen, kunnen ze zich onvoldoende delen om de hartspier te herstellen. Stamcellen of voorlopercellen

van de hartspier zouden wel de noodzakelijke spiercellen en bloedvatcellen kunnen vormen. De

heilige graal van het onderzoek is het vinden van geschikte voorlopercellen waarmee de schade na een hartinfarct kan worden voorkomen of beschadigd weefsel worden hersteld.

In het verleden is vooral het herstellend vermogen van embryonale stamcellen en stamcellen uit het beenmerg onderzocht. Om verschillende redenen waren de daarmee bereikte resultaten

teleurstellend. Niet in de laatste plaats doordat deze cellen afkomstig zijn van donors, waardoor

afstotingsverschijnselen kunnen optreden. Het LUMC Leiden zoekt naar geschikte voorlopercellen die afkomstig zijn van de patiënt zelf en naar methoden om deze cellen in het laboratorium op te kweken. Inmiddels zijn er enkele geschikte kandidaten geselecteerd en zijn hun eigenschappen

minutieus in kaart gebracht. De voorlopercellen van de hartspiercellen (CMPCs) scheiden factoren uit waardoor cellen in het omringende weefsel zich gaan verplaatsen, bloedvaatjes vormen en

immunologisch actief worden. Dikwijls bevinden deze factoren zich in kleine blaasjes (exosomen) de voorlopercellen uitscheiden.

De diverse cellen en systemen voor het vermenigvuldigen en in de juiste richting laten ontwikkelen van de voorlopercellen worden nu onderzocht op hun mogelijkheden voor toepassing in de

kliniek. Het therapeutisch vermogen, wat betreft de vorming van hartspiercellen en vaatcellen, wordt onderzocht in-vitro en in modelsystemen voor ischemische hartziekten, zoals een hart­

infarct. Ook wordt bekeken of in plaats van cellen de uitgescheiden exosomen zelf een therapeutisch effect hebben en of het mogelijk is de voorlopercellen te stimuleren extra exosomen te

produceren en uit te scheiden. Op basis van de resultaten zal het meest geschikte type voorlopercellen worden geselecteerd voor introductie in de kliniek. Daarna zal de methode worden aan­ gepast, zodat deze reproduceerbaar kan worden toegepast onder de strenge eisen die worden

gesteld aan een veilig klinisch product. In deze fase komt ook aan bod hoe de cellen in voldoende

grote hoeveelheden gemaakt kunnen worden, zodat ze gebruikt kunnen worden in een fase I en II klinische studie. Een studie waarbij de voorlopercellen worden ingebracht in het hart van patiënten met ischemisch hartfalen.

ZonMw – programma Translationeel Adult Stamcelonderzoek