Wake up call:
Doorbraken in kankeronderzoek

Hans Clevers, hoogleraar Moleculaire Genetica aan het UMCU / Hubrecht Instituut, vertelt in zijn wake up call van vrijdagochtend over de ontwikkelingen in stamcelonderzoek. En welke potentie dat heeft voor de genezing van talloze ziekten, waaronder kanker.

Meesterbouwers

Stamcellen bouwen een lichaam, vertelt Clevers. “Onze cellen worden elke twee tot drie jaar volledig vervangen. De cellen in hersenen en de hartspier gaan een leven lang mee, die kun je niet repareren. Alle overige wel.” Daarvoor worden adulte stamcellen gebruikt, die zijn gespecialiseerd in een bepaald orgaan.

“Die kunnen alleen cellen uit dat orgaan maken. Men probeert deze stamcellen wel andere organen te laten maken, maar dat kan niet. Alleen embryonale stamcellen kunnen alle cellen maken, maar die mogen we niet gebruiken. Daarvoor haal je de stamcel uit een embryo, waarna het embryo sterft.”

Lichtgevende muizen

Clevers gaat in zijn inleiding dieper in op de stamcellen in darmen. Met een aantal verhelderende animaties laat hij zien hoe de vernieuwing van cellen in de darmwand werkt: vanuit de crypte komen continu nieuwe cellen, die op hun reis naar de top van de darmvlokken veranderen. Eenmaal bovenop de top sterven ze af en worden ze verteerd. Deze reis duurt vier tot vijf dagen, de bekleding van de darm wordt dus elke vijf dagen vernieuwd. “Mijn collega, Nick Barker, ging op zoek naar deze ongrijpbare darmcel. Hij wilde bewijzen dat de stamcellen in de darmen nieuwe cellen maken.” Dat is gelukt, vertelt Clevers. Barker gebruikte in zijn onderzoek een DNA-code van een lichtgevend insect en wist deze code in de darmcellen van muizen te krijgen. Vervolgens kon tijdens onderzoek worden gezien wat er met deze cellen gebeurde. “We zagen een gezonde muis met lichtgevende cellen in zijn darmen. En dat bleef zo gedurende het leven van de muis.” Deze techniek wordt inmiddels wereldwijd gebruikt voor onderzoek naar DNA en stamcellen en is toepasbaar in alle organen, vertelt hij. “We ontdekten hiermee een serie van stamcellen in alle weefsels, die het orgaan waar ze in zitten in stand houden en repareren.”

Minidarmstelsel

Het onderzoek met de lichtgevende muizen leverde het bewijs dat de stamcel in de darmen was gevonden. Hetzelfde gebeurde met stamcellen in organen zoals longen en de huid. De opgedane kennis wordt gebruikt in de behandeling van kanker, zegt Clevers. Hij vertelt over een techniek bedacht door onderzoeker Toshiro Sato, waarin stamcellen uit het lichaam van een patiënt worden gehaald en waarmee gezond weefsel wordt gekweekt. “Hij kweekte een minidarmstelsel uit één darmstamcel. Ze groeien heel snel, maar zien er normaal uit. Uit testen op muizen blijkt dat als je deze nieuwe cellen in een patiënt inbrengt, ze de gezonde cellen met rust laten en landen op zweren in de darm, die ze repareren. Ze gaan er als een soort levende pleister op zitten.” Daarmee kan inflammatory bowel disease wellicht worden genezen, zegt hij: “In Japan starten ze nu met een trial bij mensen.”

Taaislijmziekte

Zal dit onderzoek veroudering kunnen tegengaan? Clevers: “Een aspect van veroudering is dat cellen mutaties ondergaan. Als je oud genoeg wordt, dan zitten er zoveel mutaties in al je cellen dat die defect raken. Mensen zijn ontworpen om zo’n negentig jaar mee te gaan. Veroudering kunnen we met dit onderzoek dus niet tegenhouden.” De uitkomsten van dit onderzoek maken wel personalized medicine mogelijk, zegt hij. Als voorbeeld noemt hij de behandeling van taaislijmziekte. “Deze ziekte wordt veroorzaakt door een defect in het eiwitkanaal, zodat het aangemaakte slijm in de cel blijft hangen en niet beschikbaar komt voor de diverse organen die dit nodig hebben. Zoals de longen.” Er is een medicijn dat dit kanaaltje als het ware openmaakt, zodat het slijm wel vrijkomt. Daar zijn echter een tweetal problemen mee: “De prijs en het feit dat het alleen werkt bij een bepaald gen. Ongeveer de helft van de patiënten heeft dit gen, de andere helft niet. Die andere helft heeft bovendien verschillende genen, dat is zo specifiek dat we daar geen trials voor kunnen doen.”

Gen repareren

UMCU ontwikkelde een test van dit medicijn op weefsel van de patiënt, zodat duidelijk wordt of het medicijn werkt. “Dit is echt personalized medicine, meer personalized kun je het niet hebben.” Hij deed deze test onder meer voor Fabian, een patiënt met taaislijmziekte die over deze behandeling vertelde in tv-programma DWDD. “In het onderzoek dat we deden hebben we het foutje in het gen bij Fabian gevonden en gerepareerd. Als we dit aan hem zouden mogen teruggeven, dan zou zijn ziekte kunnen genezen. Maar het mag niet. Het zou overigens ook niet makkelijk gaan, want deze ziekte zit in alle organen. Voor darm en lever kunnen we redelijk makkelijk transplanteren, maar in de longen niet want daarvoor moet je bij het weefsel zijn dat aan de binnenkant zit. In het bloed inbrengen werkt niet, daarvoor moet je vernevelen.”

Artificial Intelligence

De technologie die is gebruikt voor het testen van het medicijn op taaislijmziekte kan ook worden ingezet voor de behandeling van kanker. “Kankermedicatie werkt in veertig procent van de gevallen. Wij kunnen gezond en ziek weefsel bij de patiënt afnemen, op de kankercellen een medicijn loslaten en zien of en hoe deze reageren. We zijn nu bezig met een paar trials. Er zijn echter veel verschillende soorten kanker en medicijnen, dus het zal nog wel even duren voordat dit gebruikt kan worden in de zorg.” Dit wordt wellicht versneld door technologische ontwikkelingen, vertelt hij. De oprichter van Groupon richtte in de VS een bedrijf op dat klinische data combineert met DNA-data en daar artificial intelligence op loslaat. “Je hoeft dan in potentie niet elke patiënt te testen, maar kunt groepen ontdekken. En daar avatars voor ontwikkelen. Dit kan het onderzoek vele malen versnellen.”