Erfelijke ziekten leren begrijpen via embryomodellen

Omdat het gebruik van humane embryo’s voor dergelijk onderzoek wettelijk is verboden, biedt deze aanpak een mooi alternatief om de gewenste kennis op te doen. Eén van die onderzoeksgroepen is GREAT, waarvan Niels Geijsen de projectleider is.

Tekst: John Ekkelboom

Met bijvoorbeeld één huidcel is het mogelijk om geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSC’s) te kweken, vertelt Niels Geijsen. Hij is hoogleraar Ontwikkelingsbiologie en Regeneratieve Geneeskunde en hoofd van de afdeling Anatomie en Embryologie in het Leids Universitair Medisch Centrum (LUMC). `Je kunt zo’n huidcel met bepaalde stofjes laten vergeten dat die huidcel is. Je brengt hem dan als het ware terug in de tijd toen die nog een vroegembryonale cel was. Na dit herprogrammeren zijn het iPSC’s. Die kun je weer laten uitgroeien tot allerlei soorten lichaamscellen voor wetenschappelijk onderzoek naar het ontstaan van ernstige erfelijke ziekten. Een mooi alternatief voor embryo’s, die wettelijk niet mogen worden gebruikt voor dit doel.’

PSIDER, dat staat voor Pluripotent Stem cells for Inherited Diseases and Embryonic Research, stimuleert wetenschappelijk onderzoek met iPSC’s met als doel kennis over erfelijke ziekten op te doen en embryonale modellen te ontwikkelen. ZonMw voert het programma, van waaruit verschillende consortia van kennisinstellingen worden gefinancierd, in opdracht van VWS uit. Eén van die consortia is GREAT, dat op basis van iPSC’s modellen maakt om de vroege ontwikkeling van hart-, spier- en bloedweefsel te kunnen bestuderen. Geijsen, projectleider van GREAT, is enthousiast over PSIDER. `Dit programma is erg belangrijk omdat aandacht en financiering voor fundamenteel onderzoek steeds minder voorkomt, terwijl daar juist de basis wordt gelegd voor nieuwe technologieën van de toekomst. We proberen onder de paraplu van PSIDER processen te begrijpen waar nog niemand naar heeft kunnen kijken. Dit is echt onontgonnen terrein. We kunnen immers pas sinds enkele jaren met iPSC-modellen de vroege humane ontwikkeling onderzoeken. Ook de periode voordat de foetus zich heeft genesteld in de baarmoeder. De kennis over deze fase van het embryo is nihil, terwijl daarin juist de aanleg van vrijwel alle organen wordt gedefinieerd. Als er dan iets misgaat, heeft dat later gevolgen voor de gezondheid van het individu.’

Afbeelding

De onderzoeksgroep van Geijsen zelf, werkt binnen GREAT aan het opzetten van modellen om de ontwikkeling van spierweefsel te bekijken. De focus ligt daarbij op facioscapulohumerale spierdystrofie (FSHD), een erfelijke aandoening die zich vooral uit in de spieren van gezicht, schouderbladen en bovenarmen. De oorzaak daarvan is volgens de hoogleraar bekend. Hij legt uit dat het DUX4-gen blijft aanstaan, terwijl dat eigenlijk na korte tijd zou moeten stoppen. Het gevolg is dat er eiwitten worden aangemaakt die bepaalde skeletspieren vergiftigen, waardoor ze afsterven. Het vreemde is dat dit gen een belangrijke rol speelt tijdens de vroege embryonale ontwikkeling en dan niet giftig is. Uit proefdieronderzoeken is gebleken dat wanneer het gen maar iets te lang aanstaat, dat kwalijke gevolgen heeft tijdens het latere leven. Nu zijn er dus voor het eerst de tools voorhanden waarmee het mogelijk is dit proces bij de mens beter te kunnen begrijpen. In feite kijken Geijsen en zijn collega’s naar een klein klompje embryonale cellen dat zij in de richting van spierweefsel laten ontwikkelen. `Die cellen krijgen allerlei signalen van buitenaf en communiceren met elkaar om af te stemmen wat ze gezamenlijk gaan doen. Dit proces willen we in kaart brengen. Zo’n onderzoek kan mooie en verrassende inzichten opleveren die later wellicht leiden tot betere diagnostiek en nieuwe therapieën. Dat is de kracht van fundamenteel onderzoek: werkelijk nieuwe invalshoeken vinden om een probleem aan te pakken.’

Een van de eisen die ZonMw stelt aan de PSIDER-consortia is dat hun inspanningen moeten voldoen aan maatschappelijk verantwoord innoveren. Geijsen vindt het zelf ook essentieel dat onderzoek niet vanuit een ivoren toren gebeurt. Binnen GREAT werkt hij dan ook al vanaf het begin nauw samen met ethici. `Vroeger gingen ethici achteraf aan de slag. Bij ons onderzoek kijken zij vanaf het prille begin tegelijkertijd mee. Dat is vooral belangrijk omdat wij vanuit stamcellen modellen bouwen met een structuur die lijkt op die van een embryo. Maar die gelijkenis is heel beperkt. Er zitten slechts herkenbare elementen in. Maar als je een model verder verbetert zodat het steeds meer op een embryo gaat lijken, dan heb je wel degelijk met ethische vragen te maken.’ De hoogleraar constateert dat er nu vooral een ontwikkeling is van modelsystemen die het juist mogelijk maken om een specifiek onderdeel van het embryo te onderzoeken, zoals hij dat doet met skeletspiercellen.

Niet alleen de mening van ethici speelt een rol bij de PSIDER-onderzoeken. Ook de maatschappij moet al in een vroeg stadium op de hoogte zijn van de onderzoeken van de verschillende consortia. Hiervoor wordt samengewerkt met het Rathenau Instituut en NEMO Kennislink. NEMO Kennislink publiceert artikelen over het onderzoek en maakt documentaires. Een voorbeeld van zo’n documentaire is Naar de bron van het rode goud. Daarin komt ontwikkelingsbioloog Susanne van den Brink aan het woord die in een laboratorium in Barcelona onderzoek doet met embryomodellen. Ze houdt zich vooral bezig met bloedstamcellen die in de aorta worden aangemaakt in een vroege ontwikkeling van een embryo. Dit doet ze samen met promovenda Liza Dijkhuis van Sanquin, die in de documentaire uitlegt hoe zij met een embryomodel bloed ontwikkelt voor transfusiedoeleinden. Dit doet ze vanuit het PSIDER TRACER consortium en in overleg met OSCAR Nederland, een multi-etnische organisatie die opkomt voor de belangen van dragers en patiënten met sikkelcelziekte en thalassemie.

Geijsen juicht deze vorm van communicatie over de PSIDER-onderzoeken met de maatschappij toe. Zelf is hij met NEMO Kennislink diverse keren met dat doel het land door gegaan. Zo is hij op middelbare scholen en festivals geweest om jongeren op de hoogte te brengen van de activiteiten binnen GREAT en is hij met hen in discussie gegaan. Ook sprak hij met mensen met verschillende geloofsachtergronden. `Van hen had ik veel weerstand verwacht maar dat viel heel erg mee, omdat we niet met embryo’s maar met stamcellen werken. Ook zij zien het nut daarvan in. Het is goed om mensen mee te nemen in dit proces. En voor ons is het leerzaam om te zien wat anderen ervan vinden.’