Wat zijn geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSC)?

In 2008 hebben onderzoekers een manier gevonden om stamcellen te maken van volwassen menselijke huidcellen: geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSC). De eigenschappen van deze cellen zijn vergelijkbaar met die van embryonale stamcellen, maar ze brengen minder ethische en praktische bezwaren met zich mee. Hieronder lees je meer over deze iPSC en waarom ze zo nuttig zijn.

Meer weten over stamcellen en welke verschillende soorten er zijn? Lees dan eerst dit artikel: "Wat zijn stamcellen?"

Van volwassen cellen naar pluripotente stamcellen

De afkorting iPSC komt van het Engelse ‘induced pluripotent stem cells’ (geïnduceerde pluripotente stamcellen). Pluripotente stamcellen zijn stamcellen die nog álle cellen van het lichaam kunnen maken. iPSC zijn volwassen, 'gedifferentieerde' cellen, zoals huid- of bloedcellen, die worden geherprogrammeerd tot pluripotente stamcellen. Dit wordt gedaan door de 'stamcelgenen' in gedifferentieerde cellen aan te zetten, en de 'differentiatiegenen' uit.

Ethische kwesties rondom stamcellen

Pluripotente cellen zijn aanwezig tijdens de hele vroege embryonale ontwikkeling. Om deze cellen te gebruiken in onderzoek, moet het embryo worden vernietigd. Uiteraard resulteert dit in grote ethische kwesties. In veel landen gelden dan ook strenge regels voor het gebruik van deze cellen. Voor het maken van humane embryonale stamcellen worden veelal ongebruikte embryo’s afkomstig uit ivf-klinieken gebruikt, waarvan de ouders toestemming hebben gegeven voor wetenschappelijk gebruik.

iPSC hebben voordelen ten opzichte van embryonale stamcellen

Mede vanwege de ethische bezwaren rondom embryonale stamcellen zijn iPSC een uitkomst: ze hebben de voordelen van embryonale stamcellen, maar worden gemaakt uit andere cellen. Ook kunnen embryonale stamcellen niet worden gebruikt voor transplantatie of voor het onderzoeken van de ziekte van een specifieke patiënt. Embryonale stamcellen bevatten niet de informatie over de ziekte van een persoon, en zullen bij transplantatie worden afgestoten omdat ze niet van de patiënt zijn.

iPSC daarentegen worden van patiënteigen cellen gemaakt. Ze bevatten de genetische kenmerken van de patiënt en cellen gemaakt uit iPSC worden daarom niet afgestoten bij eventuele transplantatie.

Toepassingen van iPSC

Onderzoek naar ziekten

In het laboratorium kunnen iPSC van patiënten worden gebruikt om ‘zieke’ cellen te kweken. Zo kunnen huidcellen van een patiënt met een genetische aandoening worden omgezet naar iPSC. Deze cellen hebben dezelfde genetische kenmerken als de cellen van de patiënt. Door deze gekweekte cellen te bestuderen, kunnen onderliggende oorzaken van de ziekte worden achterhaald en kan de ontwikkeling ervan beter in kaart worden gebracht. Op basis hiervan kunnen nieuwe behandelingen worden ontwikkeld.

Gepersonaliseerde geneeskunde

Niet iedereen reageert op dezelfde manier op een medicijn. Door bijvoorbeeld verschillen in genen werkt een medicijn bij sommige patiënten beter, terwijl het bij anderen voor meer bijwerkingen zorgt. Omdat iPSC dezelfde genetische eigenschappen bevatten als de cellen van de patiënt, kan op de cellen worden getest hoe een patiënt(groep) zal reageren op een medicijn. Dit heet ook wel gepersonaliseerde geneeskunde. De hoop is dat behandelingen uiteindelijk kunnen worden aangepast aan de genetische en cellulaire kenmerken van elke patiënt.

Transplantatie met iPSC

Daarnaast kan uit de iPSC van de patiënt een stukje weefsel gekweekt worden dat vervolgens getransplanteerd kan worden in de patiënt. Omdat dit weefsel bestaat uit cellen met dezelfde genen als die van de patiënt, is het risico dat het lichaam het afstoot veel kleiner. Dit kan in de toekomst een uitkomst bieden voor het grote tekort aan donoren.

Veiligheid, betrouwbaarheid en kosten

iPSCs bieden dus veel mogelijkheden voor onderzoek en de ontwikkeling van (gepersonaliseerde) behandelingen. Wel is nog veel onderzoek nodig voordat het gebruik van deze cellen breed kan worden toegepast.

Zo moet de veiligheid goed in orde zijn. Eén van de zorgen is dat iPSCs tumorgevoelig kunnen zijn. Ze kunnen namelijk teratomen vormen. Dit zijn tumoren die verschillende weefsels zoals haar, huid en tanden bevatten. Daarom is het belangrijk dat wanneer vanuit iPSC gespecialiseerde cellen aan een patiënt worden toegediend, er geen pluripotente stamcellen meer tussen zitten.

Naast veiligheid is uiteraard ook effectiviteit een groot aandachtspunt. De iPSCs moeten op betrouwbare wijze efficiënt geproduceerd kunnen worden, en vervolgens betrouwbare resultaten kunnen genereren. Ook moeten langetermijneffecten nog worden onderzocht, om te controleren of er na een langere periode complicaties optreden met iPSCs.

Tot slot is de productie van iPSCs nu nog kostbaar, en moeten goedkopere methoden worden ontwikkeld om het gebruik van deze cellen schaalbaar te kunnen maken.

Verder lezen over regeneratieve geneeskunde

Bronnen:

  • Wetenschappelijk artikel van Mourad Aboul-Soud en collega’s (2021) over de mogelijkheden van iPSC in de ontwikkeling van behandelingen, ziektemodellen en medicatietesten.
  • Wetenschappelijk artikel van Jennifer Yejean Kim en collega’s (2021) over de toepassing van iPSC in klinische trials. 

Geschreven door: