Vrijdag 03/12/2021

De truc met het mini-orgaan

Ze zijn microscopisch klein, maar van levensgroot belang: mini-organen. Op zelfgekweekte darmpjes en levertjes testen Utrechtse wetenschappers uit of peperdure kankermedicijnen al dan niet aanslaan. 'Wij dachten dat het onmogelijke toch mogelijk moest zijn, en kijk.'

Van een journalist en een fotograaf schrikken ze niet meer op in het labo van het Nederlandse Hubrecht Instituut. Dat het onderzoeksteam eerder deze maand het gerenommeerde vakblad Cell haalde, heeft daar alles mee te maken. "We kijken al niet meer op van jullie vragen", vertrouwt stamcelbioloog Marc van de Wetering ons lachend toe. "Al denken jullie wellicht nog altijd: waar houden die wetenschappers zich toch hele dagen mee bezig?"

Wij? We zouden niet durven.

In grote lijnen komt de doorbraak van de Utrechtse onderzoekers hierop neer: als eersten zijn zij erin geslaagd om menselijk weefsel in het labo levendig te houden en te laten vermenigvuldigen, tot mini-orgaantjes. Of organoïdes, zoals dat wetenschappelijk heet. Denk aan minidarmpjes, -levers, -niertjes en

-alvleesklieren. Menselijke organen in microformaat. Behalve gezond weefsel gebruiken de onderzoekers ook jonge kankercellen. Die groeien dan weer uit tot tumoroïdes, minitumoren. Geschikt om vooraf uit te testen welk kankergeneesmiddel bij welke patiënt werkt. De droom van een behandeling op maat komt zo een flinke stap dichterbij.

Stamcellen bij de mens wegplukken, in een schaaltje in leven houden en vermeerderen, het is op z'n minst straf. Nemen artsen doorgaans wat weefsel af bij een patiënt, dan belandt die kweek algauw in een badje van chemicaliën, en vervolgens - dood - onder de microscoop. Point final.

Dat moest beter kunnen, vond geneticus Hans Clevers, een van de drijvende krachten achter het Utrechtse team. "We hadden eerder opgemerkt dat de stamcellen in de darm ontzettend actief waren. Daarom gingen we ervan uit dat het toch mogelijk moest zijn wat iedereen voor onmogelijk hield. Namelijk, dat voortdurende proces van celdeling in een schaaltje nadoen. 'Je bent knettergek', waarschuwden collega-wetenschappers me. (lacht) 'Dat willen we al honderd jaar, maar het kan niet', zeiden ze."

Cellijnen

Sinds jaar en dag grijpen labo's wereldwijd voor hun kankeronderzoek naar de zogeheten cellijnen, gekloonde cellen die uit één enkele cel zijn gekweekt. Clevers: "Het grote nadeel is: die cellijnen geven de ziekte niet zo goed weer, en al helemaal niet op maat van de patiënt. Dat laatste is nochtans belangrijk. Want stel, jij hebt darmkanker en je buurman ook. Dan hebben jullie toch een andere tumor, andere reacties. Cellijnen maken die nuance niet."

Met muizen heb je een soortgelijk probleem, signaleert Clevers. "Veel kankermedicijnen scoren goed bij de proefdieren, maar hebben dan toch akelige bijwerkingen bij de mens. Vreselijk voor iemand die al ziek is. Dat is ook het grote voordeel van onze techniek. We testen op menselijk materiaal, maar buiten het lijf. Zo krijg je een beter beeld van de ziekte, zonder de patiënt op te zadelen met nevenwerkingen."

In het labo gaan de twee incubators open. Ze staan op lichaamstemperatuur, gevuld met honderden schaaltjes. Een broeihaard van kennis is dit, een broedkast vol micro-organen. Professor Clevers klaart op en wijst ze aan. Met het blote oog zie je niks meer dan kleine, witte puntjes, als een luis in een pels. Maar onder de microscoop worden het minidarmpjes, mininiertjes en kleine kankers.

"We vertrekken altijd vanuit één stamcel", vertelt de geneticus. "Maar na een paar weken heb je al tienduizend keer meer weefsel. Ooit hadden we een darm van 2 centimeter. Dan zie je dat daar zo ineens liggen, als een buisje. Verder doorgroeien kunnen ze niet, want de mini-organen hebben geen bloedvaten. Maar we merken dat de stamcellen zichzelf perfect blijven kopiëren, zonder fouten op hun DNA. Ze gedragen zich precies zoals het hoort, het worden nooit tumoren."

Het geheime recept om de cellen levend te houden zit in hun omgeving. "We hebben een gel gevonden die sterk lijkt op het bindweefsel van de mens. Daar zitten de cellen driedimensionaal in, ze raken het plastic schaaltje niet aan.

Zo kunnen ze aarden alsof ze in een echte darm of lever zitten. En dat met een juiste cocktail van groeifactoren erbij."

Tumors vernietigen

Aan steriele werktafels, recht uit de ruimtevaartindustrie, buigen witte jassen zich over een plaat met honderden putjes. In elke kuil kan een plakje minitumor én een druppel medicijn. Clevers: "Onder de microscoop zie je het resultaat: hier gaat de tumor dood, daar niet. Het is een snelle en efficiënte manier om in één keer tientallen geneesmiddelen te testen, en dat per patiënt. Hoe succesvol de medicatie is? Dat varieert enorm. Soms zie je dat zeventig van de tachtig middelen aanslaan. Maar het valt ook voor dat geen enkele vorm van medicatie de minitumor vernietigt. Die patiënt wil je echt niet zijn."

Stamcelbioloog Marc van de Wetering stelt de microscoop scherp. Op een scherm verschijnen bolletjes met uitstulpingen, kleine kankers. "Stel: we hebben vijftien minitumoren, van vijftien patiënten, en ze reageren allemaal goed op een bepaald kankermiddel. Dan zouden wij kunnen uitpluizen welke DNA-fouten die mensen gemeenschappelijk hebben. Zo krijg je zicht op welke geneesmiddelen grote groepen kunnen helpen, en welke niet."

"Een kankermedicijn helpt ook maar bij één op de drie patiënten", gaat Van de Wetering verder. "Dat is niet alleen bitter weinig, ze hebben ook nare bijwerkingen. Het zijn geen aspirientjes. Bovendien zijn die geneesmiddelen vaak erg duur. Door eerst te testen op menselijke cellen kun je die nevenwerkingen achterwege laten én kosten besparen. Een derde voordeel: als je weet welk middel voor die ene patiënt wel werkt, dan zou je het meteen kunnen toedienen in plaats van eerst het klassieke standaardmedicijn. Nu krijg je soms pas na vier of vijf maanden het gepaste middel, als het misschien al te laat is."

Begrijpen we het goed: zouden de mini-orgaantjes op die manier ook levens kunnen redden? Van de Wetering: "We zouden toch alleszins minder tijd verliezen, en het allemaal draaglijker maken voor de patiënt. Want die wordt nu alleen maar zieker als het medicijn niet aanslaat. Op zo'n moment denk je: je geeft eigenlijk beter niks dan iets wat niet werkt."

Kapsones

Hoe ingenieus en ingewikkeld ook, in deze biobank lijkt alles zo simpel als wat. De onderzoekers hebben dan wel titels en trofeeën op zak, van kapsones hier geen last. In dit labo, dat zulke grote sprongen maakt, heerst vooral bescheidenheid - "want dit is wetenschap: wie weet wat morgen brengt?"

Morgen, tot daar. Maar om te zien dat er vandaag al interesse is, daar hebben ze in Utrecht geen glazen bol voor nodig. Zo zien de Nederlandse ziekteverzekeraars nu al hun kans schoon om op een doeltreffende en goedkopere manier een groot aantal patiënten te screenen. Ook farmabonzen haken hun kar mee aan de wagen. Denk aan grote kleppers als Boehringer Ingelheim, Novartis en Vertex Pharmaceuticals.

Niet onlogisch ook, duidt professor Clevers: "Farmabedrijven stoppen algauw 2 miljard euro in de ontwikkeling van een nieuw middel, nog voor het op de markt komt. En dan zijn er nog veel medicijnen die falen. Vallen ze pas helemaal op het einde van het onderzoek af, dan zijn er wel al honderden miljoenen in opgegaan. Voor de farma-industrie kunnen tests op menselijk weefsel een goede filter zijn. Om zo al veel eerder in te schatten voor welke middelen ze voluit moeten gaan, en welke ze maar beter laten vallen."

En ondertussen in het labo spitten ze maar verder, met die samenwerkingen en toekomstmuziek in het achterhoofd. "Nu komt het erop aan om na te gaan wat voor goede voorspellers onze mini-organen zijn", vertelt Van de Wetering. Eerst nog een staaltje stamcelonderzoek dus, op het scherpst van de snee. Maar ze doen niet liever hier. Want stamcellen zijn sexy, als we deze wetenschappers mogen geloven. Vandaar dus, dat ze zich er hele dagen mee bezighouden, toch?

Meer over

Nu belangrijker dan ooit: steun kwaliteitsjournalistiek.

Neem een abonnement op De Morgen


Op alle artikelen, foto's en video's op demorgen.be rust auteursrecht. Deeplinken kan, maar dan zonder dat onze content in een nieuw frame op uw website verschijnt. Graag enkel de titel van onze website en de titel van het artikel vermelden in de link. Indien u teksten, foto's of video's op een andere manier wenst over te nemen, mail dan naar info@demorgen.be.
DPG Media nv – Mediaplein 1, 2018 Antwerpen – RPR Antwerpen nr. 0432.306.234