Stamcellen

Wat is een stamcel?

Een stamcel is een cel die zichzelf kan delen en daarnaast nog in staat is om uit te groeien (te differentiëren) tot één of meer gespecialiseerde celtypes.
  • De ultieme stamcel is totipotent. Denk maar aan de bevruchte eicel die in staat is uit te groeien tot een volledig individu. Ook de cellen van een achtcellig embryo zijn nog totipotent. Bij een splitsing van dit embryo kan elk deel uitgroeien tot een volledige mens; je krijgt een eeneiige tweeling.
  • Na dit achtcellig stadium beginnen de totipotente cellen zich te specialiseren. Ongeveer vier dagen na de bevruchting vormt er zich een blastocyst: een buitenste laag cellen met een aantal cellen binnenin. Deze laatste cellen kunnen uitgroeien tot bijna alle celtypes: ze zijn pluripotent. Als ze in kweek worden gebracht, noemen we ze embryonale stamcellen (ES-cellen).
  • Multipotente stamcellen kunnen differentiëren tot de verschillende celtypes die in één specifiek weefsel voorkomen. Ze moeten de cellen in darmen, lever, huid, spieren, bloedvaten of hersenen hernieuwen. Het beenmerg bevat bijvoorbeeld multipotente stamcellen die elke dag opnieuw instaan voor de productie van zowat 200 miljard rode bloedcellen, 200 miljard bloedplaatjes en 60 miljard witte bloedcellen.
  • Orgaanspecifieke stamcellen, zoals die van het hoornvlies, kunnen zich slechts ontwikkelen tot één celtype. Deze cellen zijn unipotent.
  • Naast stamcellen bestaan er ook voorlopercellen. Ze zijn verder gedifferentieerd en kunnen zich nog delen, maar bevatten nog niet alle eigenschappen van de te vormen gerijpte cel. Ook al zijn dit geen echte stamcellen meer, toch bieden voorlopercellen potentieel voor celtransplantatie, omdat ze zich - in tegenstelling tot volledig gedifferentieerde cellen -  nog kunnen delen.

Stamcellen uit lichaamsmateriaal

Embryonale stamcellen, pluripotent

Men kan stamcellen uit de binnenste celmassa van blastocysten isoleren en in kweek brengen, zo krijgt men ES-cellen. Dit gebeurde voor het eerst in 1998. Vandaag zijn restembryo’s de belangrijkste bron van ES-cellen. Het zijn de embryo’s die overblijven na in-vitrofertilisatie (IVF). Bij IVF worden immers verschillende eicellen tegelijk bevrucht. Eén embryo wordt ingeplant en de overtollige embryo’s van goede kwaliteit vriest men in bij -196°C. Deze embryo’s kunnen gebruikt worden voor een volgende zwangerschap. Indien de ouders geen volgende zwangerschap meer plannen en hun toestemming geven, kunnen de resterende embryo’s gebruikt worden voor wetenschappelijk onderzoek, zoals bijvoorbeeld stamcelonderzoek.
 

Foetale stamcellen, multipotent

In de zich ontwikkelende foetus (waarin je al een mensje begint te herkennen) zijn veel meer multipotente stamcellen aanwezig dan bij een pasgeboren baby. Door de ethische problematiek die ermee gepaard gaat en de wisselende beschikbaarheid van deze stamcellen, worden stamcellen uit foetale organen minder geschikt geacht. 
 

Navelstrengstamcellen, multipotent

Het gebruik van embryonale en foetale stamcellen is ethisch omstreden. Multipotente stamcellen uit de navelstreng zijn ethisch meer aanvaardbaar. Normaalgezien wordt de navelstreng kort na de geboorte samen met de placenta weggegooid. Een navelstreng bevat relatief veel stamcellen van hoge kwaliteit. Die kunnen vrij eenvoudig zonder pijn of risico verzameld en bewaard worden. Navelstrengstamcellen zijn in de regel minder aangetast door virussen of andere omgevingsfactoren, zoals bestraling, dan volwassen stamcellen. Ze hebben dus meer groeipotentieel dan de klassieke stamcellen van volwassenen.
 

Orgaanspecifieke stamcellen, ook volwassen stamcellen genoemd - multipotent

Elk orgaan bevat een kleine voorraad volwassen stamcellen. Ze zorgen voor de aanvoer van ‘verse cellen’ of helpen bij het herstel van beschadigde weefsels. Er zijn indicaties dat hart, pancreas, spieren, huid, darmen, bloedvaten, tanden, lever, netvlies, teelballen en hersenen zo’n voorraadjes stamcellen hebben. Volwassen stamcellen zijn echter niet meer in staat om tot alle celtypes uit te groeien. Het bekendste weefsel met volwassen stamcellen is het beenmerg, waarin zich onder andere bloedvormende stamcellen bevinden. Buiten alle verwachtingen zijn wetenschappers er in geslaagd om in kweekschaaltjes in het labo zenuw-, hartspier-, lever-, long- en huidcellen af te leiden uit bloedvormende stamcellen uit het beenmerg.


 

Technieken om stamcellen te maken

Therapeutisch klonen, pluripotent

Bij therapeutisch klonen gaat het erom ES-cellen te maken met hetzelfde genetische materiaal als de patiënt. Uit deze ES-cellen kunnen dan cellen en weefsels worden gemaakt die de patiënt niet afstoot. Uit een gedifferentieerde cel van de patiënt wordt de celkern met het genetische materiaal gehaald en in een ‘lege’ eicel – zonder kern - gebracht.

Deze ‘samengestelde’ eicel neemt de rol van een bevruchte eicel op zich en begint zich te delen. De blastocyst wordt niet ingeplant in de baarmoeder, maar dient als bron van ES-cellen. Aangezien klonen ethische vragen oproept en de techniek nog niet optimaal werkt, gaat men op zoek naar andere technieken om stamcellen te maken.
 

Geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPS-cellen), pluripotent

Cellen van een volwassen mens zijn in principe volledig gedifferentieerd. Zo kunnen huidcellen zich niet meer omvormen tot andere celtypes. In 2007 werd een methode ontwikkeld om gedifferentieerde cellen van een volwassen mens – huidcellen bijvoorbeeld – te herprogrammeren tot pluripotente cellen. De onderzoekers voegden specifieke menselijke genen aan de huidcellen toe die ‘uit’ staan in gedifferentieerde cellen, maar actief zijn in pluripotente cellen. Hieruit onstonden pluripotente iPS-cellen die ze vervolgens konden omzetten in andere celtypes, zoals spiercellen en zenuwcellen.


iPS-cellen zijn, net zoals ES-cellen, pluripotent, met een aantal voordelen er bovenop. Ze zijn onbeperkt beschikbaar. ES-cellen afkomstig van IVF-restembryo’s, zijn daarentegen beperkt beschikbaar en bovendien ethisch omstreden. iPS-cellen zijn afkomstig van de patiënt zelf, waardoor de kans op afstoting kleiner wordt. Deze techniek staat nog in de kinderschoenen, maar men verwacht dat uit iPS-cellen verschillende weefsels ontwikkeld kunnen worden.