Varkens

Menselijke organen laten groeien in dierenlijven. Het klinkt als science fiction. Toch is het fictiegehalte lager dan je zou denken. Een studie die deze week in het toonaangevende vakblad Cell staat, laat zien dat het mogelijk is om een embryo te maken dat deels mens deels dier is.

Voor een leek klinkt het maken van een mens-dier vooral als freaky, voor wetenschappers is het uiterst interessant. Want als ze erin slagen om mensenorganen te laten groeien in dieren, dan opent dat de weg naar allerlei interessant wetenschappelijk onderzoek. Het ultieme doel is echter om in dieren mensenorganen en -weefsels te kweken die je naar mensen kunt transplanteren. Dit zou het probleem van het tekort aan donororganen oplossen. ‘Daar zijn we nog ver van verwijderd,’ zegt Juan Carlos Izpisua Belmonte tegen Cell Press. Hij leidde een onderzoek dat vandaag in toonaangevend vakblad Cell verschijnt. Hierin tekenen hij en zijn collega’s een revolutionaire stap op die het in dieren gekweekte mensenorgaan dichterbij brengt.

Chimera

Izpisua Belmonte en collega’s begonnen met ratten en muizen. Eerst saboteerden ze de embryonale ontwikkeling van organen als oog, hart en alvleesklier bij muizen. Dat deden ze door met de CRISPR/Cas techniek de verantwoordelijke genen weg te knippen in bevruchte eicellen. Hierna brachten ze rattenstamcellen (zogenaamde pluripotente stamcellen) aan. Deze stamcellen hadden de benodigde genen nog wel en namen de ontwikkeling van een functionerend hart, alvleesklier of oog voor hun rekening. Het resultaat waren muizen met rattenogen, -harten of -alvleesklieren. In de biologie noem je zo’n mengsel van twee soorten een chimera. Dit is geen kruising, maar een mix van weefsels van verschillende komaf.

Opmerkelijk genoeg is dat de rattencellen ook een galblaas aanmaakten in muizen waarbij de ontwikkeling van de galblaas was verhinderd. Dat is bijzonder, want ratten hebben zelf van nature geen galblaas. ‘Blijkbaar ligt het niet aanmaken van een galblaas bij ratten er niet aan dat ze het niet kunnen, maar is de mogelijkheid verborgen,’ merkt co-auteur Jun Wu op.

Rat-muis chimera

Een jaar oude chimera gemaakt van pluripotente stamcellen van een rat en een blastula van een muis. De bruine stukken vacht komen van de rat.

Horrorscenario

De volgende horde was het introduceren van mensencellen in een dier. Het team koos hier koeien en varkens voor uit, omdat hun organen qua grootte op die van ons lijken. Varkens bleken het meest geschikt. Wat volgde was een reeks experimenten met 1.500 varkensembryo’s. ‘We onderschatten de moeite die het kost,’ geeft Izpisua Belmonte aan. De evolutionaire afstand tussen mens en varken is vijf keer groter dan tussen rat en muis. Bovendien is de draagtijd van varkens slechts een derde van die van ons.

Na flink tunen van het proces lukte het de onderzoekers om mens-varken chimera’s te maken. De onderzoekers implanteerden de embryo’s in zeugen en lieten ze drie weken ontwikkelen. Dat is lang genoeg om te zien hoe de mensen en varkenscellen mixen en kort genoeg om geen ethische vragen over volgroeide chimera’s, aldus Izpisua Belmonte. De bijdrage van de mensencellen was relatief laag. Dat is goed nieuws, vinden de onderzoekers. Een van de zorgen is namelijk dat de mensencellen het te goed doen en dat de resulterende chimera te menselijk is. Een horrorscenario is dat de menselijke cellen zich in het brein nestelen met als gevolg varkens met mensentrekken.

Chimera

Gekweekte organen

Menselijke hersencellen werden in deze studie niet gevonden. Wel werden menselijke spiercellen en het begin van andere organen aangemaakt. Hiermee is bewezen dat een mens-dier chimera mogelijk is. In vervolgonderzoek willen Izpisua Belmonte en collega’s hun muizen- en rattenexperiment met mensen en varkens gaan uitvoeren. Dit moet uiteindelijk in varkens gekweekte mensenorganen gaan opleveren.

Of het er ooit van gaat komen, betwijfelde hoogleraar filosofie van de natuurwetenschappen Hub Zwart eerder in een interview met Nieuws en Co. ‘Het leven is niet zo maakbaar als je in je laboratorium soms denkt,’ zegt hij. Ook wijst hij op mogelijke gevaren van de techniek en vraagt hij zich af of ontvangers ooit kunnen wennen aan het idee dat ze een orgaan uit een varken met zich meedragen.

Jun Wu et al. Interspecies Chimerism with Mammalian Pluripotent Stem Cells. Cell, 26 januari 2016.

Wetenschapsfilosoof Hub Zwart in Nieuws en Co over organen in varkens kweken