Heel de mens wordt geminiaturiseerd

Met een minilever, een minimaag en zelfs al minihersenen wordt de op schaal nagebouwde mens steeds meer werkelijkheid. Een mooie manier om allerlei experimenten te kunnen doen, en een belangrijke springplank naar het ultieme doel: reserveweefsels kweken voor patiënten bij wie een orgaan is stukgegaan.

Organoïden op kweek. Dit zijn minimaagjes. Beeld James Wells / Cincinnati Children's Hospital

Organoïden, worden ze genoemd. Het zijn kleine, levende, gekweekte klompjes weefsel, vaak niet meer dan een paar millimeter groot, die sterke overeenkomsten hebben met echte organen als nieren of levers. In steeds meer labs worden ze gekweekt, als een soort bouwpakket van de mens in miniatuur.

Vandaag maken Amerikaanse onderzoekers in Nature bekend dat het ze is gelukt een minimaagje te kweken door huidcellen met een reeks chemische prikkels 'om te programmeren' tot maagweefsels. Die maagjes, slechts millimeters groot, ogen en gedragen zich net als de echte menselijke maag, schrijven James Wells van het Cincinnati Children's Hospital Medical Center en collega's. Als bewijs besmette Wells het minimaagje met de maagzweerbacterie Helicobacter pylori: het maagje reageerde net echt.

Lever

In Utrecht lukte een team onder leiding van Hans Clevers, behalve KNAW-president nog steeds actief als geneticus, hetzelfde met een lever. 'Een spectaculair experiment, en dat zeg ik niet snel', aldus Clevers, die de details binnenkort beschrijft in het vakblad Cell. Veel kweekweefsels hebben de neiging tumoreus te worden door subtiele genetische 'programmeerfoutjes', legt hij uit. 'Die van ons zijn in elk opzicht volstrekt normaal. Ze zijn brandschoon.'

Het kweken van driedimensionale, orgaanachtige klompjes weefsel uit ongespecialiseerde stamcellen nam vijf jaar geleden een vlucht nadat Clevers en collega's stukjes darm hadden gekweekt. De mini-organen zijn geschikt om medicijnen op te testen en ziekten mee te bestuderen. 'En ooit hopen we er weefsels en misschien zelfs organen uit te kunnen kweken, die we naar patiënten kunnen transplanteren', zegt stamcelonderzoeker Hugo Snippert van het UMC Utrecht.

Wetenschappers gebruiken twee trucs. Terwijl Clevers organoïden opkweekt uit stukjes weefsel van bestaande organen, werken teams als dat van Wells met huidcellen. Die worden 'teruggeprogrammeerd' tot stamcel en daarna weer 'vooruit' gekweekt tot organoïde. 'Er is een hele stroming mensen die denkt dat dit de toekomst is', zegt Clevers. Maar een nadeel is dat de ex-huidcellen vaak programmeerfoutjes hebben. 'Ze liggen genetisch op hun gat', zoals Clevers zegt.

Transplantatie

Het gaat hard. In Japan maakte men menselijke mini-netvliesjes uit huidcellen, elders kweekte men onder meer organoïde niertjes, schild- en alvleeskliertjes en stukjes bot-, spier-, long- en hartweefsel. Vorig jaar wisten Weense onderzoekers hersen-organoïden te maken. 'En een paar weken terug kweekten Wells en collega's volledig werkzame stukjes darm in muizen', aldus Snippert. 'Dat is de volgende stap, want dan kun je zo'n organoïde ook bestuderen in een fysiologische context.'

'Eerlijk gezegd zie ik geen onoverkomelijke problemen voor het kweken van weefselorganoïden voor de meeste, zo niet alle organen', meldt Wells desgevraagd vanuit de VS. 'Ik denk dat een complete 'organoïde mens' mogelijk is.' De grote uitdaging, denkt hij, is om de weefsels zo goed te krijgen dat je ze kunt transplanteren. 'Dat vereist meer complexiteit in de organoïden, bijvoorbeeld door er functionerende zenuwen in aan te brengen. Een andere uitdaging is om grotere hoeveelheden weefsel te verkrijgen.'

Clevers' team is daarmee volop aan de gang. 'Van één levercel kunnen we er nu miljarden maken, en we kunnen de minilevertjes al transplanteren naar muizen.' Dat stemt hoopvol, vindt Clevers. 'Iedereen is hard op zoek naar een bron van levercellen. Er zijn honderden miljoenen mensen met leveraandoeningen die nu alleen met een levertransplantatie te verhelpen zijn.'

In de nabijere toekomst kunnen patiënten er op een andere manier baat bij hebben, denkt Clevers, door bij bepaalde aandoeningen het zieke weefsel buiten het lichaam op te kweken tot organoïden en te testen welk medicijn het best aanslaat bij de patiënt en de ziekte in kwestie. 'Ik denk dat ik dat zelf nu al zou willen proberen als ik darmkanker zou krijgen', zegt Clevers. De behandeling is overigens nog niet beschikbaar in het ziekenhuis.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2020 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden