
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.
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
- Wat zijn geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSC)? Onderzoekers hebben een manier gevonden om van volwassen menselijke cellen uit de huid stamcellen te maken: geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSC).
- Wat is gentherapie? Sommige ziekten worden veroorzaakt door een foutje in iemands genen. Gentherapie kan zo'n fout in het DNA aanpassen. Maar wat is gentherapie en hoe werkt het?
- Wat zijn Organen-op-Chips en wat kun je ermee? Wetenschappers bouwen voortvarend aan Organen-op-Chips (Organ-on-Chip modellen, afgekort OoC), maar wat zijn het eigenlijk en waar worden ze voor gebruikt?
- Hoe werkt regeneratieve geneeskunde? Bij regeneratieve geneeskunde gebruiken we natuurlijke processen om het lichaam te helpen herstellen na schade.
- Waarom is regeneratieve geneeskunde belangrijk? Regeneratieve geneeskunde is belangrijk omdat het kan helpen met het herstellen van ons lichaam na schade door ziekte of letsel.
- Wat is bioprinten/biofabricatie? Biofabricatie houdt zich bezig met het (na)maken van biologische weefsels die zouden kunnen functioneren in het menselijk lichaam.
- Wat is het verschil tussen regeneratieve en 'gewone' geneeskunde? Regeneratieve geneeskunde helpt om het lichaam te herstellen en daarmee dus ook het onderliggende probleem op te lossen.
- Wat kun je met regeneratieve geneeskunde? Regeneratieve geneeskunde onderzoekt en gebruikt het zelf herstellend vermogen van het lichaam voor nieuwe therapieën.
- Wat zijn organoïden? Een organoïde is een soort mini-orgaan. Ze lijken (deels) op het orgaan waar ze uit gemaakt zijn. Dit biedt veel mogelijkheden voor onderzoek en behandeling.
- Wat zijn stamcellen? Stamcellen zijn speciale cellen die erg belangrijk zijn voor regeneratieve geneeskunde. Ze zijn belangrijk voor herstel omdat stamcellen nieuwe cellen kunnen maken.
- Wat zijn slimme biomaterialen (en wat kun je ermee)? Slimme biomaterialen worden waarschijnlijk steeds belangrijker bij de ontwikkeling van nieuwe medische behandelingen en technologieën. Maar wat kun je ermee?
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.