Het lijkt science fiction, maar onderzoekers hebben eigenlijk organen uit stamcellen gekweekt, organen die met succes in mensen zijn getransplanteerd. Twee jaar geleden ontving een man een nieuwe luchtpijp om zijn, door kanker beschadigde, te vervangen - de luchtpijp werd gemaakt door Zweedse onderzoekers die een synthetische steiger met de eigen stamcellen van de patiënt infuseerden. Eerder, in 2006, gebruikten wetenschappers van Wake Forest stamcellen om met succes in laboratorium gekweekte blazen te implanteren bij jonge patiënten met spina bifida, een aangeboren afwijking bij de ontwikkeling.
Nu heeft de wetenschap zijn zinnen gezet op nog grotere in het laboratorium gekweekte organen: harten. Onderzoekers kweken ze momenteel in laboratoria met behulp van steigers gemaakt van biomateriaal die stamcellen leiden tot cardiomyocyten, de samentrekkende cellen die de basis zijn van hartspieren.
Dergelijk stamcelonderzoek bij mensen heeft tal van ethische problemen. Een nieuwe studie, gisteren gepubliceerd in het Journal of Clinical Investigation, suggereert echter dat een ander type cel het werk zou kunnen doen als het gaat om kunstmatig nieuw weefsel bewerken. Het betreft een biologisch proces dat niet bestaat bij zoogdieren: parthenogenese
Parthenogenese is een vorm van aseksuele reproductie die van nature voorkomt in planten, insecten, vissen, amfibieën en reptielen. Tijdens dit proces beginnen onbevruchte eieren zich te ontwikkelen alsof ze bevrucht zijn. De hele soort marmorkrebs, een soort rivierkreeft, is bijvoorbeeld vrouwelijk, en de nakomelingen die zijn geproduceerd, zonder enige mannelijke bijdrage, zijn genetisch identiek aan de moeder.
In 2007 induceerden onderzoekers menselijke eicellen met chemicaliën die de bemesting nabootsten zodat ze het proces zouden ondergaan. Het resultaat waren parthenogenetische cellen die dezelfde eigenschappen hebben als embryo's, behalve dat ze niet verder kunnen groeien. De cellen zijn verwant aan pluripotent stamcellen afgeleid van embryo's, wat betekent dat ze zich kunnen ontwikkelen tot verschillende soorten cellen - inclusief hartcellen.
De Duitse onderzoekers in de nieuwe studie gebruikten deze kennis om lichaamscellen van muizen om te zetten in parthenogenetische stamcellen, die vervolgens werden uitgegroeid tot volwassen, functionele cardiomyocyten. Onderzoekers gebruikten deze cellen om myocardium - hartspier - te construeren met dezelfde structuur en functie als normaal myocardium. De spier werd vervolgens geënt op de harten van de muizen die de originele eieren hadden bijgedragen voor parthenogenese, waar het op dezelfde manier werkte als de bestaande spier.
Voor mensen zou het bouwen van hartspier van parthenogenetische stamcel-afgeleide cardiomyocyten op deze manier verschillende hindernissen kunnen overwinnen, volgens een nieuw artikel dat de implicaties van de ontdekking van het Duitse team onderzoekt. Een hartaanval kan tot een miljard cardiomyocyten vernietigen. Deze cellen kunnen op natuurlijke wijze door het lichaam worden hergroeid, maar niet snel en niet in significante hoeveelheden , wat betekent dat weefsel-gemodificeerd hartherstel cruciaal kan zijn voor een volledig herstel.
Regeneratie via stamcellen kan ook het verschil betekenen tussen leven en dood voor kandidaten voor een harttransplantatie. Ongeveer 3.000 mensen in de Verenigde Staten staan op de wachtlijst voor een nieuw hart op een bepaalde dag, maar elk jaar zijn er slechts 2.000 donororganen beschikbaar. Maar zelfs als een persoon een nieuw hart van een donor ontvangt, is er geen garantie dat het lichaam het nieuwe orgaan zal accepteren. Het immuunsysteem van een persoon ziet het nieuwe orgaan als een vreemd voorwerp, dat een reeks gebeurtenissen veroorzaakt die het getransplanteerde orgaan kunnen beschadigen. Om transplantaatafstoting te voorkomen, worden patiënten behandeld met immunosuppressiva, die het risico op kanker kunnen vergroten, en de meeste blijven de rest van hun leven minstens één type medicijn gebruiken. Harten die uit parthenogenetische stamcellen worden teruggewonnen, zullen echter waarschijnlijk orgaanafstoting elimineren.
Parthenogenetische stamcellen, die kunnen worden afgeleid van cellen die gemakkelijk in het bloed of de huid worden gemaakt, bevatten een genoom dat slechts van één persoon is geërfd - in deze studie, de muis, en mogelijk in de toekomst, een menselijke patiënt. Dit betekent dat de cellen waarschijnlijk beter compatibel zijn met het immuunsysteem van de patiënt - het lichaam is minder waarschijnlijk organen afwijzen die uit eigen cellen zijn gegroeid.
Bij mensen kan het proces embryonale stamcellen uit de vergelijking verwijderen, met bijbehorende ethische vragen.
