Biologen hebben muis-mens-chimeren gemaakt. De muizenembryo’s bevatten tot 4 procent menselijke cellen toen ze na zeventien dagen werden vernietigd. Het hoogste percentage tot nu toe was rond de 0,1 procent.
De beweegreden achter het maken van deze chimeren is om manieren te vinden om organen te laten groeien voor mensen die een transplantatie nodig hebben, zegt fysioloog en biofysicus Jian Feng van de Universiteit te Buffalo in New York.
‘Wauw’
Het team van Feng injecteerde circa tien menselijke stamcellen in 3,5 dagen oude muizen-blastocysten; holle balletjes van cellen die ontstaan tijdens het delen van een bevruchte eicel. De menselijke cellen droegen bij aan alle soorten weefsel in het zich ontwikkelende muizenembryo, inclusief het vormen van oogcellen, levercellen en rode bloedlichaampjes.
‘Ik probeer robots te ontwikkelen die ook echt een nieuwe stap maken’
Hoe werkt vliegen? Dat lijkt een simpele vraag, maar voor luchtvaarttechnicus en bioloog David Lentink is het een levenslange zoektocht.
In één muizenembryo waren rond 4 procent van alle cellen menselijk. Het gehalte verschilde waarschijnlijk per weefselsoort. De onderzoekers hebben echter niet het percentage menselijke cellen bepaald in specifieke weefsels zoals de hersenen.
‘Mijn eerste reactie is ‘wauw’’, zegt bioloog Pablo Ross van de Universiteit van Californië te Davis. ‘Dit is goed nieuws als we menselijke organen in dieren willen laten groeien.’
Naïeve cellen
Eerder onderzoek liet zien dat pogingen om muis-mens-chimeren te maken weinig succesvol waren doordat menselijke stamcellen zich in een geavanceerdere, ‘geprimede’ toestand bevinden, terwijl muizenstamcellen zich in een ‘naïeve’ toestand bevinden. Wanneer geprimede muizenstamcellen werden toegevoegd aan een muizenblastocyste, stierven veel van de embryo’s. Hetzelfde gebeurde wanneer onderzoekers mensenstamcellen toevoegden.
Het team van Feng heeft nu een manier gevonden om mensenstamcellen terug te laten keren naar hun naïeve toestand. Dat deden de onderzoekers door een eiwit genaamd mTOR drie uur lang te blokkeren.
Geen mix van soorten
Een andere reden waarom hun studie wel slaagde, zegt Feng, is dat de ethische commissie toestemming gaf om de embryo’s zich zeventien dagen te laten ontwikkelen. Dat was een week langer dan bij eerder onderzoek. De toegestane levensduur van chimeren is beperkt vanwege zorgen dat ze ‘menselijker’ zijn dan gewone muizen.
‘Dat is een valide kwestie’, zegt Feng. Maar, zo vervolgt hij: het is het gastheer-embryo dat bepaalt in welk dier een chimeer zich ontwikkelt. ‘Als je rattencellen toevoegt aan een muizenembryo krijg je een muis, en vice versa; geen mix van beide soorten. Het gaat niet om het percentage menselijke cellen in het brein, maar om hoe die cellen met elkaar verbonden zijn.’
Varkens en schapen
De volgende stap is om dezelfde aanpak te proberen in een groter dier, zoals een varken of een schaap. De organen van zulke dieren hebben namelijk ongeveer hetzelfde formaat als onze organen.
Het idee is dan om deze dieren genetisch zo te modificeren dat ze bepaalde organen niet kunnen ontwikkelen. In chimere dieren zouden deze organen vervolgens moeten ontstaan uit menselijke cellen en voornamelijk menselijk moeten zijn.
De 1 tot 4 procent aan menselijke cellen die Feng heeft weten te bereiken, zou genoeg moeten zijn om deze aanpak haalbaar te maken, zegt Ross. Feng zegt echter dat zijn team niet de middelen heeft om met grotere dieren het onderzoek voort te zetten.
Maatschappelijke discussie
Zelfs als we menselijke organen kunnen laten groeien in chimere dieren, verwacht Feng dat ze te zeer een mengeling zullen zijn om ze te kunnen transplanteren. Wel denkt hij dat het laten groeien van menselijke organen in dieren een belangrijke stap kan zijn richting manieren om organen buiten lichamen te laten groeien, in een soort incubator.
Er moet nu een maatschappelijke discussie op gang komen over de ethische bezwaren en de mogelijke baten, vindt Feng. Vervolgens kan besloten worden wat voor onderzoek er wel en niet moet en mag plaatsvinden in deze richting.
