Zaadcellen uit uw huid of een baby uit de kweekzak? Onze voortplanting gaat radicaal veranderen

Het nieuwe kinderen verwekken begint dus niet met een romantisch diner bij kaarslicht of op het berenvel voor de open haard – maar op de wc van het ziekenhuis. Of u even een plasje wilt doen, zegt de verpleger. En onbewogen overhandigt hij een vierkante plastic flacon met maatstreepjes erop.

De flacon krijgt een sticker en gaat naar het lab, waar gonzende apparaten de inhoud zorgvuldig filteren. Op zoek naar die kostbare grondstof waarmee het moet gebeuren: nier- en andere weefselcellen, waarvan er altijd wat met het urine meekomen.

Stamcel

En dan kan het beginnen. Met een uitgekiend regime van biochemische signaalstoffen worden de cellen stap voor stap gehersenspoeld. Genetische programma’s die de cel heeft aanstaan worden uitgezet, inwendige signalen die de cel vertellen dat hij een niercel is worden gewist. Zo wordt uw cel weer een ‘stamcel’. Een min of meer onbeschreven basiscel, waarmee je alle kanten op kunt.

Waarna de laboranten zo’n blanco cel heropvoeden en hem met weer andere biochemische stoffen influisteren wat hij dan wél is. Je bent een eicel. Je bent een zaadcel. Of wacht, waarom niet, je bent onderdeel van een embryo, weefsel dat wil uitgroeien tot levend wezen. Slaafs volgen de gehersenspoelde cellen de bevelen die per pipet over ze worden uitgedruppeld.

De cellen worden bevrucht. En dan? Dan is er leven. Een vrucht. In sommige gevallen zal men overgaan tot implantatie bij een draagmoeder. Maar de aspirant-ouder zal maar net een carrièrevrouw zijn die zo’n zwangerschap onhandig vindt. Dan kweken we de vrucht in het lab, in een kunstbaarmoeder, die…

"Ik moet me er toch even mee bemoeien hoor", onderbreekt Maaike Nieveen. Al een uurtje zit de analist achter haar computer onbedoeld mee te luisteren met het interview dat op haar kamer plaatsvindt, met universitair hoofddocent embryologie Susana Chuva de Sousa Lopes (LUMC). Maar nu wordt het haar te veel. "Ik hoor jullie praten over kunstbaarmoeders, maar als moeder heb ik die zwangerschap ervaren als heel prettig. Een bijzondere periode. Ik had het absoluut niet willen missen."

Er hangt iets in de lucht. Surfend op de vloedgolf van celbiologische inzichten van de afgelopen decennia staat de wetenschap op het punt het heiligste der heiligen te hacken – onze voortplanting. En achter de schermen, een beetje verstopt in de vakbladen, begint dat steeds futuristischer resultaten op te leveren.

"Ineens komt het allemaal snel dichtbij", signaleert hoogleraar ethiek van biomedische innovaties Annelien Bredenoord (UMC Utrecht). "Het pakketje rondom zwanger worden staat op het punt een grote uitbreiding te ondergaan. En we weten uit het verleden dat mensen daarvan schrikken."

Huzarenstukje

Als de huidige revolutie een beginpunt heeft, is dat wellicht 2016. Dat jaar beschreef een onderzoeksgroep onder leiding van de Japanner Katsuhiko Hayashi van de Kyushu Universiteit dat het was gelukt om de huidcellen van een muis met signaalstoffen om te programmeren tot stamcel en vervolgens tot eicellen. Een huzarenstukje, want voortplantingscellen zijn een genre apart, met gehalveerd DNA dat is voorbereid om te worden aangevuld met DNA van de partner. Hayashi had er zelfs een nestje kennelijk gezonde pups mee verwekt. In China slaagde een ander team er intussen in om muizenhuidcellen om te programmeren tot werkende ‘spermatiden’ – primitieve zaadcellen zonder zwemstaart.

Zalig de mens die ei- en zaadcellen kan kweken uit zijn eigen huid! Eindelijk een oplossing voor onvruchtbaren die toch kinderen willen, of voor het tekort aan donoreicellen – om vrouwelijke eicellen te verkrijgen, is nu nog een (bescheiden) operatie nodig.

Maar voordat de techniek toepasbaar is op de mens, moet er nog veel gebeuren. "Het is nog een beetje een kunstje", zegt Chuva de Sousa Lopes (getrouwd, kinderloos). Bovendien werkt de voortplanting van de muis heel anders dan die van de mens – alleen al omdat muizen ongeveer tien pups tegelijk krijgen, en mensen niet. "Met menselijke cellen is het tot nu toe niet gelukt", constateert Chuva de Sousa Lopes.

Nóg niet, want de ontwikkelingen gaan snel. Het eerste dat we daarvan waarschijnlijk gaan merken: een revolutie in de in-vitrofertilisatie (‘reageerbuisbevruchting’). IVF-behandelingen zijn nu nogal een gedoe. Mevrouw moet aan de hormoontherapie om de rijping van eitjes op te voeren, daarna moet de arts de eicellen met een holle naald onder plaatselijke verdoving ‘oogsten’, zoals dat medisch heet, en dan nog is het duimen geblazen: zo’n twee op de drie keer draait de IVF-zwangerschap uit op een miskraam.

De IVF-wereld veerde dan ook op toen Evelyn Telfer van de Universiteit van Edinburgh en collega’s er in maart in slaagden in het lab negen menselijke eicellen op te kweken uit eierstokweefsel. Dat kan leiden tot een nieuwe IVF-lente, denkt Telfer. In plaats van het belastende IVF-traject zou de aspirant-moeder eenmalig operatief wat eierstokweefsel laten weghalen, waaruit men vervolgens de eicellen kweekt. "Iedereen is bezig de kweekmethode van Telfer te repliceren", zegt Chuva de Sousa Lopes, die met haar Leidse team eveneens probeert om eicellen te kweken uit eierstokweefsel. "We zien dit echt als de volgende stap. Een verlengstuk van IVF."

Dat niet alleen, want de techniek maakt het ook makkelijker om eitjes ‘apart’ te houden voor later. Handig voor vrouwen die bijvoorbeeld een chemokuur of operatie moeten ondergaan en later in het leven alsnog kinderen willen krijgen – én voor vrouwen die sowieso op latere leeftijd kinderen wensen. "We gaan toe naar een ontkoppeling van het kinderen krijgen van de biologische klok", denkt Chuva de Sousa Lopes.

En dan op naar het volgende station: menselijke lichaamscellen omprogrammeren tot ei- en zaadcellen, net als bij de muis. Alleen al in ons land komen er per jaar zo’n vijftienduizend zwangerschappen tot stand na IVF of ‘zaadcelinjectie’ buiten het lichaam, en het zou dan ook zeer welkom zijn als artsen de benodigde eicellen gewoon uit urine of huid konden opkweken.

Voor de langere termijn mijmeren kenners zelfs al over homostellen die een biologisch eigen kind verwekken. Even wat lichaamscellen omprogrammeren tot ei- dan wel zaadcel (al naar gelang wat er ontbreekt), die kruisen met een geslachtscel van de partner, en hup, richt de babykamer maar in.

Maar wacht, dat gaat zomaar niet, waarschuwt Chuva de Sousa Lopes. Vrouwen missen in hun cellen immers een Y-chromosoom, het mannelijke sekschromosoom. Waarschijnlijk zal dat ervoor zorgen dat cellen uit een vrouwenlichaam misschien wel tot eicel, maar niet tot zaadcel zijn om te programmeren, verwacht ze. "Je krijgt kortsluiting, de machinerie van de cel begrijpt dit niet. Hij gaat gewoon dood." O, en een detail: zelfs áls het lukt, zullen lesbische stellen bij gebrek aan Y-chromosoom sowieso alleen dochters kunnen voortbrengen.

Voor mannen ligt dat misschien anders. In theorie is het simpeler om eicellen te kweken uit mannenhuid dan zaadcellen uit de huidcellen van een vrouw, vermoedt hoogleraar voortplantingsgeneeskunde Sjoerd Repping (AMC). Maar ja, dan zit je daar als herenpaar, met je eicel. Heb je weer geen baarmoeder.

Niettemin heeft Chuva de Sousa Lopes een plan ingediend om het homo-ouderschap nader te verkennen. Misschien is er een uitweg: ze wil onderzoeken of vrouwen die door een erfelijk defect een sekschromosoom missen wél cellen hebben die zijn om te bouwen tot zaadcel. "Het onderwerp hangt in de lucht. Mensen willen toch weten wat er mogelijk is", zegt ze.

"Uiteindelijk zal iedereen voor zichzelf de vraag moeten beantwoorden: wat past bij mij, en bij mijn gezin?", zegt Bredenoord. "Voor de een is dat een leuke donor, de ander verkiest misschien de techniek. Het lijkt me in elk geval goed om genoeg aanbod te hebben, waaruit ieder het zijne kan kiezen."

Knutselembryo’s

Opmerkelijke tijden dus, met mogelijk "paradigma-verschuivende gevolgen". In die woorden beschrijft ethicus Bredenoord (samenwonend met een vrouw, nog kinderloos) het met een Amerikaanse collega in het vakblad EMBO Molecular Medicine. Zo maken de technieken het in theorie ook mogelijk om met vier mensen (of meer) een biologisch eigen kind te krijgen, door per stel een embryo te maken, van die embryo’s de stamcellen op te kweken tot zaad- en eicel en die te kruisen – een fenomeen dat de bouwmarktachtige naam ‘multiplex-ouderschap’ geniet.

En het kan nog gekker. Neem ‘synthetische embryo’s’, zoals ze vaak worden genoemd (experts hebben het tegenwoordig liever over ‘embryoïden’ of ‘gastruloïden’). Begonnen in 2014, met een wonderlijke ontdekking van de Nederlandse promovendus Susanne van den Brink, die destijds als student in Cambridge bekeek wat er gebeurt als je muizenstamcellen bij elkaar plakt en aanzet tot groei. Tot haar stomme verbazing – en die van de internationale wetenschap – begonnen de cellen zich te organiseren als embryo. "Opeens zetten ze hun embryo-maak-programma aan", zoals ze het zelf zei tegen De Volkskrant.

Knutselembryo’s uit losse cellen: het is een onderzoekslijn die sindsdien, om het in stijl te zeggen, steeds opvallender vruchten draagt. Een grote knaller kwam vorig jaar, wederom uit Cambridge: een team onder leiding van Magdalena Zernicka-Goetz knutselde toen twee soorten muizencellen aan elkaar tot iets wat lijkt op een beginnend embryo mét een beginnend placenta eromheen.

"We werken bottom-up. We proberen het embryo vanuit losse stamcellen op te bouwen", zegt Nicolas Rivron van het Utrechtse Hubrecht Instituut. "Zo ontdekken we allerlei dingen die we nog niet wisten." Vooral hoopt men te begrijpen wat er direct na de conceptie precies met de vrucht gebeurt – en waarom het zo vaak misgaat, bijvoorbeeld bij IVF. "Mensen zijn heel inefficiënt in voortplanting", zegt Rivron (getrouwd, nog geen kinderen). "Van alle bevruchte eicellen nestelt 30 tot 60 procent zich om de een of andere reden niet in in de baarmoeder."

Samen met collega’s uit Maastricht bracht Rivron de experimenten onlangs weer een stapje verder: met veel kunst- en vliegwerk slaagde hij erin een kweekembryo bij een muis geïmplanteerd te krijgen. En daarna? "Toen gebeurde er niets meer." De embryoïde groeide niet uit tot een muisje. "Dat is de belangrijkste boodschap van ons experiment: het werkt niet", zegt Rivron opgewekt. "Kennelijk ontbreekt er nog iets voordat er pups gevormd kunnen worden. Wat precies, dat zullen we de komende jaren moeten uitzoeken."

Bij de mens zal het, opnieuw, veel langer duren, verwachten experts. Zo weten celbiologen nog steeds niet hoe ze de voorlopercellen van menselijke placentacellen moeten kweken, en die heb je nodig om een synthetisch mensenembryo te bouwen. Bovendien nestelt een menselijk embryo totaal anders in: zeer de vraag of wat Rivron lukt met muizen, ook lukt bij de mens.

Los daarvan, voor de voortplanting heb je er weinig aan. Synthetische embryo’s zijn immers genetisch identieke klonen van degene die de cellen doneerde. Voor normaal nageslacht is vermenging van DNA van de partners nodig. Daarvoor zul je toch weer zaad- en eicellen nodig hebben.

Minder heftig is de ontwikkeling er niet om. Zo zetten de synthetische embryo’s de wetgeving op scherp, want wat ís zo’n ‘embryoïde’ eigenlijk? "Geen embryo in elk geval. Voor de wet is een embryo een structuur die kan uitgroeien tot een levend wezen, en dat kunnen deze structuren niet. Dit zijn gewoon cellen die je bij elkaar stopt", zegt Repping (gehuwd, drie kinderen). Met als gevolg dat men de synthetische embryo’s naar believen mag kweken. "Tot de dag dat het lukt om er muizenpups uit te kweken", zegt Repping. "Dan zitten we opeens met een ethisch ingewikkeld probleem."

Kweekfles

Nu ja, de baby’s die rijpen in een kweekfles zoals in de sciencefictionfilms, blijven ons dan tenminste nog bespaard. Toch?

In de VS presenteerde een groep onder leiding van Alan Flake van het kinderziekenhuis van Philadelphia onlangs de ‘Biobag’, een zak gevuld met vloeistof waarin hij onvoldragen lammetjes liet uitrijpen tot levensvatbare babydieren. Zo’n kunstmatige baarmoeder heeft serieuze kans van slagen, denkt ook Chuva de Sousa Lopes. "De baarmoeder stelt eigenlijk niet veel voor. In theorie moet dat ook buiten het lichaam kunnen."

Tel dat op bij het feit dat het steeds beter lukt om beginnende embryo’s buiten het lichaam te kweken, en wat uiteindelijk weleens in zicht kan komen is ‘ectogenese’: een volledige zwangerschap in de kweekfles. Een kil idee misschien, maar een uitkomst voor vrouwen die door een aangeboren baarmoederafwijking of een operatie geen kind kunnen dragen.

En zoals het dan altijd gaat: na de medische toepassingen voor de patiënten komen de gewone mensen in beeld. Die homomannen met hun bevruchte eicel van daarstraks die op zoek zijn naar een baarmoeder voor hun kindje. Of inderdaad, die carrièrevrouwen. Voor de vrouw zouden kweekbaby’s een nieuwe seksuele revolutie kunnen inluiden, een beetje zoals de pil dat deed in de jaren zestig, betoogt de Canadese bio-ethicus Evie Kendal in haar boek Equal Opportunity and the Case for State Sponsored Ectogenesis. "Als vrouw wordt je lichaam toch beschouwd als een potentieel zwanger ding", zoals filosoof en ectogenese-onderzoeker Anna Smadjor van de Universiteit van Oslo onlangs zei tegen modeblad Elle.

Griezelig? Dat valt te bezien, zegt Bredenoord: het is misschien vooral gewoon wennen. Ze brengt in herinnering hoe IVF-kinderen ooit ook werden uitgemaakt voor reageerbuisbaby’s – tot de baby’s zelf geboren werden en net zo schattig bleken als iedere andere baby. "Ik denk dat de wijze waarop een zwangerschap tot stand komt uiteindelijk niet uitmaakt. Zolang er maar hetzelfde soort mens uit komt."