We spraken de wetenschapper die menselijke organen kweekt in varkensembryo’s

Wetenschappers in de Verenigde Staten zijn bezig met een opmerkelijk project om het tekort aan donororganen aan te pakken. In hun lab in Californië kweken ze menselijke organen door ze te laten groeien in varkensembryo's.

Stel dat iemand bijvoorbeeld een alvleesklier nodig heeft, zoals een patiënt met zware diabetes type I. Wetenschappers kunnen dan stamcellen van de patiënt in een varkensembryo spuiten zodat die stamcellen zich gaan vormen tot een alvleesklier. De embryo zal uitgroeien tot een heel normaal varken, met een compleet functionerende alvleesklier – maar wel een die gemaakt is van menselijke cellen.

Het project is nog controversieel en roept veel ethische vragen op. Vorig jaar besloot het medisch onderzoeksinstituut van de Verenigde Staten te stoppen met de financiering van onderzoek met menselijke stamcellen in niet-menselijke embryo's. De onderzoeksgroep van de Universiteit van California gaat hun onderzoek toch vervolgen, om hopelijk mensen te kunnen overtuigen van de potentie.

Maar hoe werkt dit allemaal precies? Kan je echt zomaar een orgaan uit een varken transplanteren naar een mens? Ik sprak met Pablo Ross, onderzoeker aan de Universiteit van Californië in Davis die dit project uitvoert.

Motherboard: Kan je in de toekomst echt een functionerend menselijk orgaan geschikt voor transplantatie laten groeien in een varken? Hoe dan?

Pablo Ross: Momenteel zitten we nog in de beginfase van het project, maar het ziet er veelbelovend uit. Uit een varkensembryo wordt eerst specifiek het DNA van de alvleesklier verwijderd. Vervolgens spuiten we pluripotente stamcellen van de patiënt die het orgaan gaat ontvangen in een varkensembryo. De hoop is dat deze stamcellen zullen merken dat het bepaalde orgaan niet wordt ontwikkeld en dat ze daarom inspringen om de rol over te nemen. De menselijke stamcellen zullen zich dan ontwikkelen tot een orgaan dat compleet uit menselijke cellen bestaat.

Een voordeel is dat varkens veel sneller volgroeid zijn dan mensen. We hopen ook dat het orgaan zich even snel als een varken ontwikkelt, ondanks dat het uit menselijke cellen bestaat. Dan hoef je niet meer eindeloos op je orgaan te wachten. Het orgaan zal naar verwachting wel dezelfde vorm hebben als een varkensorgaan. Zo ging dat in ieder geval wel bij experimenten waarbij rattenorganen in muizen werden getransplanteerd of andersom. De organen van varkens lijken anatomisch gezien veel op menselijke organen, dus we verwachten niet dat dit een probleem is.

Transplanteren van mens naar mens is al erg moeilijk, omdat de ontvanger het donororgaan kan afstoten. Bestaat er van varken op mens dan ook niet een heel grote kans dat het orgaan wordt afgestoten?

De stamcellen komen van de persoon die het orgaan nodig heeft. Omdat het weefsel van het orgaan naar verwachting compleet uit menselijke cellen zal bestaan, zullen de antigenen op de cellen van het orgaan overeenkomen met de antigenen van de ontvanger. Ze zullen daarom dus juist niet aangevallen worden. De kans op afstoting van het orgaan is theoretisch vele malen kleiner dan van een menselijke donor – ook als het profiel van de antigenen voor een groot deel overeenkomt.

Waar komen de stamcellen precies vandaan?

Er worden cellen uit de huid of uit het bindweefsel van de patiënt gehaald. Deze cellen reprogrammeren we tot pluripotente stamcellen – cellen die zich tot ieder soort weefsel zouden kunnen ontwikkelen. Omdat we specifiek het DNA van het gewenste orgaan verwijderen, hopen we dat de stamcellen alleen op de plek van dat orgaan terechtkomen.

Welke organen zouden mogelijk via jullie methode gekweekt kunnen worden?

Theoretisch zou ieder orgaan mogelijk zijn. Maar de organen waar wij ons op richten zijn de alvleesklier, de nier en het hart. Onze collega's in andere laboratoria zijn ook nog bezig met longen en spierweefsel. Spierweefsel kan bijvoorbeeld gebruikt worden bij verwondingen van soldaten. Verder is een andere onderzoeksgroep nog bezig om neuronen te ontwikkelen die dopamine produceren, voor patiënten met Parkinson.

Als alles goed gaat met jullie onderzoek, wanneer zouden we de eerste succesvolle transplantatie kunnen verwachten?

Ik denk dat het over vijf of zeven jaar al wel mogelijk zou kunnen zijn. Misschien dan nog niet gelijk een volledige alvleesklier, maar al wel de delen van de alvleesklier die insuline produceren – de eilandjes van Langerhans.

Ervaren de varkens zelf verder geen ongemak?

Ons onderzoek voldoet aan alle ethische voorschriften van dierproeven. We vinden het belangrijk dat we de dieren een fijne omgeving geven. Ook willen we in ons onderzoek natuurlijk geen gestresste dieren, aangezien dat de kans op complicaties verhoogt.

Mensen zijn bang dat jullie een soort leip half-mens-half-varkens aan het kweken zijn, waarbij het varken misschien wel menselijke hersenen ontwikkelt en als mens gaat denken. Wat is jouw idee daarover?

We zijn ons heel erg bewust van de ethische bezwaren van ons onderzoek. We begrijpen de angst dat het varken te veel menselijke trekken kan krijgen, maar dat houden we goed in de gaten. Momenteel laten we de embryo's maximaal 28 dagen groeien. We kijken dan waar de menselijke cellen terecht zijn gekomen. Als we zien dat deze te veel door het embryo verspreid zijn, proberen we het proces aan te passen om dit verder te voorkomen. In de toekomst zullen we goed bijhouden of er niet te veel menselijke cellen in de hersenen terechtkomen. We zullen dit in verdere stadia van ons onderzoek blijven doen.

Ook bestaat de angst dat door het combineren van varkenscellen met mensencellen er nieuwe ziektes op de mens kunnen worden overgebracht. Hoe groot is die kans?

Ziektes kunnen op verschillende manieren verspreid worden. Voor sommige ziektes is inderdaad specifiek cel-celcontact nodig voor verspreiding, zoals bij zogenaamde endogene virussen. Een bepaald endogeen virus heeft echter een bepaalde voorkeur in cellen van zijn gastheer. Een virus dat in varkenscellen zit, zal niet snel overspringen naar mensencellen, omdat hij zich veel liever verspreidt in varkenscellen. Tot nu toe is het nooit voorgekomen dat endogene virussen in varkenscellen over zijn gesprongen op mensencellen. De kans dat er op deze manier nieuwe ziektes voor mensen ontstaan in heel onwaarschijnlijk.

Een ander bezwaar dat wordt aangekaart, is dat het combineren van de twee organismen de integriteit en morele status van zowel de mens als het varken kan schaden. Wat is jouw perspectief op dit bezwaar?

Wanneer mensen dit bezwaar geven, vraag ik hen om zich in de situatie verplaatsen van de patiënt. Stel dat jouw leven afhankelijk zou zijn van orgaantransplantatie en je hebt de kans om een orgaan te ontvangen dat compleet bestaat out jouw eigen cellen. Het orgaan is alleen gegroeid in een varken. Zou jij je met dat orgaan dan ook echt minder mens voelen? Ik zou me persoonlijk nog evenveel mens voelen. Ook het varken waar het orgaan in groeit is gewoon een normaal functionerend varken. We proberen heus geen vage schepsels te kweken; we proberen alleen maar levens te redden.