Darm uit het lab
“Dit is een forse wetenschappelijke doorbraak. Wij zijn erin geslaagd om darmstamcellen van volwassen muizen te laten uitgroeien tot kleine darmpjes van drie tot vier millimeter. Het is voor de eerste keer dat het waar ook ter wereld is gelukt om in een laboratorium stukjes orgaan uit stamcellen op te kweken.”
Maar er wordt toch al lang weefsel gekweekt?
“Jawel, maar tot nu toe worden daarvoor vooral embryonale stamcellen gebruikt, met alle ethische en logistieke problemen van dien. En weefsel van een volwassen dier of mens valt in kweek heel snel weer uit elkaar, terwijl onze darmpjes nu al acht maanden keurig doorgroeien. De enige uitzondering is huid dat wordt gekweekt voor transplantatie doeleinden. Maar het verschil is dat het in ons geval gaat om een orgaan waarin alles op de juiste plek zit. Net als in het lichaam groeien in het laboratorium uit een stamcel darmcellen die zich al binnen enkele dagen specialiseren. Dat is echt nieuw.”
Als dat zo makkelijk gaat, wat maakte het dan zo ingewikkeld om dat in het laboratorium voor elkaar te krijgen?
“In de eerste plaats was het lange tijd vrijwel onmogelijk om stamcellen in de darm te onderscheiden van gewone darmcellen. Hun aantal is vergeleken met dat van gewone cellen uiterst gering en dat maakte het enorm lastig om ze te isoleren. Dat veranderde toen wij twee jaar geleden ontdekten dat darmstamcellen herkenbaar zijn aan het eiwit Lgr5 op hun wand. Toen we ze eenmaal te pakken hadden, heeft Toshiro Sato, een van mijn postdocs, van alles geprobeerd om ze op te kweken. Dat is echt monnikenwerk geweest, want je hebt er een geschikt kweekmedium en een passende groeifactor voor nodig. Pas vorig jaar zomer is het hem gelukt om exact de goede omstandigheden te creëren.”
Dus nu kunnen jullie een kunstdarm gaan maken?
“Ho, ho, zo snel gaat dat niet. Het darmweefsel bij ons in het lab groeit weliswaar goed en vervijfvoudigt zich wekelijks, maar omdat er geen bloedvaten in zitten, sterft de binnenkant ook weer snel af. Wij moeten onze darmpjes dus voortdurend opsplitsen om ze in leven te houden. Daarom gaan we nu met nanotechnologen van het MIT in Boston op zoek naar een ondergrond van biomateriaal, waarop we zowel darmweefsel als bloedvaten kunnen laten groeien.”
Wat voor perspectief biedt deze ontdekking dan wel?
“Dit is onder meer goed nieuws voor patiënten waarvan de darmen zijn aangetast, bijvoorbeeld door afstoting of bestraling na het weghalen van een tumor. Met behulp van onze stukjes weefsel, maar dan opgekweekt vanuit een lichaamseigen stamcel, kunnen internisten in de toekomst naar verwachting beschadigde stukken darmwand helpen herstellen. Er zal overigens nog wel enige tijd overheen gaan voordat het zover is.”
Loop je met stamcellen van patiënten met darmkanker niet het risico dat daaruit gevormd weefsel ook weer tumoren gaat vormen?
“Nee, dat risico is er niet. Een tumor in de darm ontstaat altijd op één zeer bepaalde plek waar een cel ten onrechte is gaan delen door een DNA mutatie. Zo’n ontspoorde cel heeft totaal geen invloed op stamcellen uit een heel ander deel van de darm.”
Biedt deze ontdekking ook perspectief op het kweken van andere organen?
“Jazeker. Sinds een paar maanden groeien in ons lab stukjes maag, haren en alvleesklier. Vooral die laatste is erg interessant, omdat die via de eilandjes van Langerhans het insulineniveau in het lichaam reguleert. Bij diabetici is dat mechanisme verstoord en als we er met onze aanpak in zouden slagen om in het lab eilandjes van Langerhans op te kweken en geschikt te maken voor transplantatie, dan zou echt een heel grote patiëntengroep daar baat bij hebben.”
Zijn er nog andere voordelen?
“Niet het minst belangrijke winstpunt is in mijn ogen dat deze ontdekking het mogelijk maakt om het aantal dierproeven sterk terug te dringen. Veel fundamenteel onderzoek waarvoor we nu nog muizen nodig hebben, kunnen we straks net zo gemakkelijk op gekweekt weefsel uitvoeren.”