Kweken van weefsels en organen

De voortgeschreden kennis over het kweken van cellen heeft het mogelijk gemaakt om weefsel, zoals kraakbeen, buiten het lichaam te kweken uit kraakbeencellen van de patiënt zelf en deze daarna te implanteren. Dit terrein van onderzoek, ont- wikkeling en productie wordt vaak aangeduid met de term tissue engineering.

In het voorgaande gaat men uit van gedifferentieerde cellen, dus cellen die zich 'in een bepaalde taak' gespecialiseerd heb- ben, zoals kraakbeen, lever of botcellen. Een andere optie is om uit te gaan van ongedifferentieerde cellen, zoals embryona- le stamcellen. Dit zijn cellen, die, zoals de naam reeds aangeeft, afkomstig zijn van embryo's, die zich tot allerlei typen cellen kunnen ontwikkelen, zoals bloedcellen, levercellen, botcellen. Deze cellen zijn pluripotent. Door deze cellen te isoleren en de juiste prikkels te geven, kunnen de gewenste typen cellen ge- kweekt worden. Uiteindelijk hoopt men gehele organen te kunnen kweken ten behoeve van transplantatie.

Het gebruik van menselijke embryonale stamcellen is omstre- den omdat deze afkomstig zijn van menselijke embryo's. Er wordt dan ook gezocht naar andere bronnen van pluripotente cellen, bijvoorbeeld in het beenmerg. Voordeel van dergelijke stamcellen is, dat ze, net zoals bij tissue engineering, lichaams- eigen zijn en dus geen afstotingsreacties veroorzaken. Een andere mogelijke optie die onderzocht wordt, is het 'de- programmeren' van reeds gedifferentieerde cellen. Elke li- chaamscel bevat immers hetzelfde DNA en daarmee dezelfde genetische informatie. In gedifferentieerde cellen is een deel van dit DNA 'buiten werking' gesteld. Men is op zoek naar

wegen om dit weer actief te krijgen, waardoor er weer een pluripotente stamcel ontstaat.

4.4 Xenotransplantatie

Het is (nog) niet mogelijk om menselijke organen door middel van tissue engineering of uit stamcellen te kweken. Menselijke donoren zijn op dit moment de enige bron van transplantatie- organen, zoals nier en hart. Er is een groot tekort aan donor- organen. Bovendien zijn deze donororganen lichaamsvreemd en het immuunsysteem van de ontvanger moet dan ook on- derdrukt worden. Het is helaas nog niet mogelijk immuuntole- rantie voor de lichaamsvreemde eiwitten van het donororgaan op te wekken.

De huidige immunosuppressiva zijn niet selectief en onder- drukken het gehele immuunsysteem. De afweer tegen ziekte- verwekkers neemt daardoor af. Ook kunnen micro-organismen die normalitair niet tot ziekte leiden bij deze patiënten soms tot ernstige infecties leiden. Daarnaast wordt in een aantal gevallen het donororgaan uiteindelijk toch afgestoten. Verder kan er een zgn. 'graft versus host'-reactie optreden, waarbij afweercellen die zich in het donororgaan bevinden de ontvan- ger aan kunnen vallen die geen verweer heeft omdat zijn of haar immuunsysteem onderdrukt is.

Met name het tekort aan donororganen heeft geleid tot het zoeken naar een andere bron van organen, namelijk het dier. Hierbij spreekt men van xenotransplantatie. Aangezien dierlij- ke organen lichaamsvreemd zijn, nog lichaamsvreemder dan menselijke donororganen, zijn zij niet zonder meer bruikbaar. Via genetische modificatie van deze dieren tracht men de op- pervlakte-eiwitten van de dierlijke cellen, die de immuunreactie veroorzaken, meer op die van een menselijke donor te laten lijken. Immuunsuppressie van de ontvanger blijft evenwel noodzakelijk.

Xenotransplantatie staat sterk ter discussie. Er is in 2001 een uitgebreide publieksdiscussie over geweest. Allereerst is er de ethische vraag in hoeverre dieren als donor gebruikt mogen worden. Ten tweede vreest men dat in de dierlijke donororga- nen mogelijk dierlijke virussen, met name retrovirussen, en/of prionen, aanwezig kunnen zijn. Deze zouden wellicht over kunnen gaan op de mens. Deze vrees is gebaseerd op de theo- rie dat het HIV-virus van aap op mens is overgegaan. De des-

kundigen zijn het er niet over eens hoe groot de kans is. Som- migen stellen dat de kans nihil is en onderbouwen dit door te stellen dat bijvoorbeeld slagers de afgelopen eeuwen regelma- tig via wondjes met dierlijk weefsel in contact zijn geweest, maar dat dit voor zover bekend nooit tot overdracht heeft geleid. Anderen achten de kans wel reëel. Doordat het im- muunsysteem van de ontvanger onderdrukt is, zou de kans dat dit gebeurt groter zijn dan bij gezonde mensen (RVZ, 2001). Dit alles heeft ertoe geleid dat de politiek in Nederland geko- zen heeft voor een moratorium op xenotransplantatie. Aange- zien er geen sprake is van een wereldwijd moratorium, kan de vraag gesteld worden in hoeverre een dergelijke maatregel effectief is. Indien de overdracht van een dierlijk virus of prion via xenotransplantatie ergens anders op de wereld plaats vindt en een epidemie veroorzaakt, zal het virus niet bij de lands- grenzen tegengehouden kunnen worden. Voorstanders van xenotransplantatie pleiten dan ook voor het toestaan ervan in Nederland onder strikte veiligheidseisen en goede follow up van patiënten. Dit levert minder risico op dan dat wetenschap- pers naar elders vertrekken en de experimenten daar onder minder stringente eisen plaatsvinden, stellen zij.

4.5 Gentherapie

Bij erfelijke aandoeningen, zoals spierdystrofie van Duchenne, de ziekte van Pompe of de ziekte van Gaucher, is sprake van een duidelijk defect in het erfelijk materiaal. Idealiter zou men dit defecte gen repareren c.q. vervangen door een goed wer- kend gen. Biotechnologie biedt in beginsel de mogelijkheden hiervoor. Hierbij kan men de technieken gebruiken die in pa- ragraaf 3.2 zijn beschreven. Zo kan met behulp van bijvoor- beeld een 'kreupel virus' een werkzaam gen in de cel gebracht worden.

Bij deze gentherapie moet een onderscheid gemaakt worden in de doelcellen: somatische cellen of kiembaancellen. Kiembaan- cellen zijn die cellen in het lichaam die uiteindelijk zaad- of eicellen worden. Het zijn de cellen die uiteindelijk zorgen voor de overdracht van het erfelijk materiaal naar de volgende gene- ratie. Deze cellen zijn in beginsel onsterfelijk. Somatische cellen zijn alle overige cellen.

Kiembaangentherapie heeft een permanent karakter: de veran- dering in het genetische materiaal wordt doorgegeven aan

volgende generaties. Dit betekent dat als het fout gaat de ge- volgen ernstig kunnen zijn. Daarnaast is het wijzigen van het genetische profiel van de mens ethisch omstreden. In veel landen, waaronder Nederland, is kiembaangentherapie verbo- den (zie ook paragraaf 7.6).

Somatische gentherapie is wel toegestaan. De verwachtingen ten aanzien van gentherapie hooggespannen waren 10 tot 20 jaar geleden hooggespannen. Successen bleven echter zeer beperkt en het optimisme sloeg om in pessimisme en bereikte een dieptepunt in 1999 toen een patiënt ten gevolge van gen- therapie overleed.

Momenteel wordt, zij het moeizaam en in kleine stapjes, voor- uitgang geboekt. In 2002 is een 18 maanden oud patiëntje die behandeld is met gentherapie, in Engeland genezen verklaard. Het betrof een ernstige erfelijke immuunziekte, X-linked Seve- re Combined Immunodeficiency Disease (X-SCID) (Jones, 2002).

Gentherapie biedt niet alleen perspectieven voor de behande- ling van 'klassieke' erfelijke aandoeningen, maar ook voor ziekten zoals kanker en hart- en vaatziekten zoals in paragraaf 5.3 wordt beschreven.

Dat gentherapie uit de vroegexperimentele fase begint te ko- men illustreert het feit dat op dit moment zo'n 15 bedrijven bezig zijn met het ontwikkelen van gentherapie voor een groot aantal aandoeningen, zoals kanker, aids, macula degeneratie, diabetische retinopathie, hemofilie, fenylketonurie, cystic fi- brose, Alzheimer, Parkinson (Jones, 2002).

5

Genen en ziekte