Zullen stamcellen regeneratieve geneeskunde en orgaantransplantatie revolutioneren, of zitten we vast in een ethisch dilemma? We onderzoeken hun kenmerken, toepassingen en beperkingen.
In de moderne wereld worden we blootgesteld aan allerlei advertenties, lezen we over nieuwe technologieën in het nieuws en bestuderen we stamcellen op school. Dit komt niet alleen doordat het huidige curriculum stamcellen diepgaand behandelt, maar ook omdat ze gemakkelijk in verschillende alledaagse situaties voorkomen. U hebt er misschien wel eens van gehoord in cosmetische advertenties en medisch nieuws. We worden voortdurend gebombardeerd met advertenties die beweren rimpels te verminderen door de deling van stamcellen, "fibroblasten" genaamd, in de dermislaag van de huid te induceren, of dat cosmetische ingrediënten stamcellen kunnen beïnvloeden voor cosmetische voordelen op de lange termijn. In medisch nieuws wordt vaak gesproken over de ultieme remedie voor een ziekte. We lezen over stamceltransplantaties die ziekten als leukemie en beroerte hebben genezen. Zoals u kunt zien, zijn stamcellen heel speciaal voor ons, maar tegelijkertijd kunnen ze een beetje een mysterie zijn. Dus, wat zijn stamcellen?
Een stamcel wordt gedefinieerd als een ongedifferentieerde cel die kan delen en een specifieke cel kan worden. Met andere woorden, het is een cel die geen specifieke functie vervult, maar kan delen om een cel te worden die een specifieke functie vervult. Ons lichaam is wat het vandaag de dag is vanwege de deling van een enkele cel, een bevruchte eicel genaamd, wat wil zeggen dat een enkele cel, een bevruchte eicel genaamd, zich deelt en deelt om een enkele entiteit te worden. Op deze manier is deling het belangrijkste kenmerk van een cel. In tegenstelling tot normale cellen kunnen stamcellen hun eigen delingslimiet (Hayflick-limiet) verhogen, wat betekent dat ze zich oneindig kunnen delen.
Stamcellen zijn niet de enige cellen die zich oneindig kunnen delen. Kankercellen kunnen zich bijvoorbeeld oneindig delen. Baarmoederhalskankercellen van een vrouw genaamd Henrietta Lacks werden in 1951 verzameld en delen zich nog steeds in het laboratorium. Wat is het verschil tussen kankercellen en stamcellen? Terwijl beide cellen zich eindeloos delen, differentiëren kankercellen zich niet, maar blijven ze zich vermenigvuldigen tot een eigen massa. Deze steeds groter wordende massa berooft uiteindelijk de omliggende cellen van zuurstof en voedingsstoffen, waardoor het omliggende weefsel wordt vernietigd. Stamcellen delen zich daarentegen alleen wanneer ze een signaal van de cel ontvangen om zich te delen, en zodra ze dat doen, hebben ze de neiging om te differentiëren tot een specifiek type cel. Ze kunnen huid, de bekleding van de maag, sperma of een ander deel van het lichaam worden.
Er zijn drie hoofdtypen stamcellen die belangrijk zijn in het lichaam. Het zijn embryonale stamcellen, volwassen stamcellen en pluripotente stamcellen. Hiervan waren volwassen stamcellen de eersten die werden bestudeerd. In 1956 ontdekte E. Donal Thomas, een Amerikaanse internist, dat beenmerg dat in een levend lichaam wordt geïnjecteerd, nieuwe bloedcellen aanmaakt, wat hem in 1990 de Nobelprijs voor de Fysiologie of Geneeskunde opleverde. Vervolgens, in november 1998, zei James Thompson van de Universiteit uit Wisconsin en John Gearhart van de Johns Hopkins Universiteit werden de eerste wetenschappers ter wereld die stamcellen uit embryo's isoleerden en deze in andere weefsels differentieerden. Omgekeerde differentiatie van stamcellen is een relatief recente ontwikkeling. In 2006 introduceerde professor Shinya Yamanaka van de Universiteit van Kyoto in Japan verschillende genen in de huidfibroblasten van muizen om pluripotente stamcellen zoals embryonale stamcellen te creëren, en het jaar daarop introduceerde hij genen in volwassen huidcellen om omgekeerd gedifferentieerde stamcellen te creëren.
Embryonale stamcellen zijn cellen die verkregen kunnen worden uit het embryonale stadium van een bevruchte eicel. De bevruchte eicel deelt zich en deelt zich om een stadium te betreden dat de blastocyst wordt genoemd. In de blastocyst klonteren ongedifferentieerde cellen samen en deze cellen zijn embryonale stamcellen. Embryonale stamcellen bevinden zich op het hoogste niveau van totipotente stamcellen, die in staat zijn om te differentiëren tot elke cel behalve de placenta. De bevruchte eicel wordt echter na het oogsten van embryonale stamcellen weggegooid omdat deze zich niet kan ontwikkelen tot een normaal individu. Om deze reden is het ethische debat rond embryonale stamcellen nog steeds gaande. Tegenstanders beweren dat embryonale stamcellen alleen verkregen kunnen worden door een bevruchte eicel te vernietigen, en zo één leven te nemen om een ander te redden. Een ander type embryonale stamcel zijn gekloonde embryonale stamcellen, die worden gecreëerd door de kern van iemands eigen somatische cel te implanteren in een ontkernde eicel. Dit heeft het voordeel ten opzichte van bevruchte eicel embryonale stamcellen dat er geen immuunafstoting plaatsvindt wanneer organen die zijn gemaakt van stamcellen worden getransplanteerd. Gekloonde embryonale stamcellen hebben echter nog een bezwaar, namelijk dat de bevruchte eicel verder moet worden gekweekt en in de baarmoeder moet worden geïmplanteerd, wat kan leiden tot menselijk klonen. Bovendien heeft de huidige technologie een laag slagingspercentage bij het succesvol differentiëren van de stamcellen in de gewenste cellen, dus moeten er meer levens worden vernietigd.
De tweede is volwassen stamcellen. Tijdens het blastocyststadium differentiëren embryonale stamcellen zich in verschillende delen van het lichaam en verdwijnen de meeste. Sommige blijven echter in elk deel van het lichaam en blijven cellen produceren. Ze kunnen worden gevonden onder de huid, in het darmslijmvlies, in de hippocampus, in het beenmerg en meer. In tegenstelling tot embryonale stamcellen zijn volwassen stamcellen echter multipotent, wat betekent dat ze een beperkt aantal cellen hebben die kunnen differentiëren in verschillende soorten cellen. Het probleem met het kweken ervan in het laboratorium is dat de meeste van hen snel differentiëren, dus je kunt niet genoeg stamcellen krijgen. Ze zijn ook moeilijk te verkrijgen vanwege de kleine steekproefomvang en de locatie van de stamcellen diep in het lichaam. Volwassen stamcellen hebben echter het voordeel dat ze hun eigen cellen gebruiken, dus er is geen immuunafstoting en geen ethische kwesties.
Ten slotte zijn geïnduceerde pluripotente stamcellen (IPSC's) stamcellen die door menselijke kracht zijn gecreëerd. Alle cellen in het lichaam hebben dezelfde genetische informatie omdat ze allemaal afkomstig zijn van een enkele bevruchte eicel. Stamcellen die zijn gemaakt door omgekeerde differentiatie van deze cellen terug naar hun pre-differentiatiestatus worden omgekeerde gedifferentieerde stamcellen genoemd. Naast het Sox2-gen, dat pluripotentie in stand houdt, en het c-Myc-gen, dat celproliferatie en -transformatie bevordert, worden genen zoals Oct-4 en Klf4 in de somatische cellen geïntroduceerd om ze terug te brengen naar hun pre-differentiatiestatus. Ze worden "droomcellen" genoemd omdat ze de pluripotentie van embryonale stamcellen hebben, in die zin dat ze zijn gemaakt van hun eigen somatische cellen, maar ze zijn ethisch niet problematisch. Ze bevinden zich echter nog in de experimentele fase en het succespercentage van omgekeerde differentiatie is niet perfect. Zelfs als omgekeerde differentiatie gestabiliseerd wordt, moet er nog steeds onderzoek gedaan worden om te zien of de cellen zich zullen differentiëren tot de gewenste cellen in het lichaam, of dat de cellen zich zullen blijven delen en een kankergezwel zullen worden.
Door stamcellen te bestuderen en te gebruiken, zijn veel dingen mogelijk. Een van de belangrijkste doelen van stamcelonderzoek is orgaantransplantatie. Wanneer organen onherstelbaar beschadigd zijn door leeftijd of trauma, moeten ze van een ander persoon worden getransplanteerd om te kunnen blijven leven. Het aanbod is echter te laag in vergelijking met de vraag en er is ook nog eens het probleem van compatibiliteit. Hier komen stamcellen om de hoek kijken, omdat ze kunnen worden gebruikt om gezonde organen te creëren. Transplantatie van weefseleenheden in plaats van organen kan worden gebruikt om spieratrofie, de ziekte van Parkinson, zenuwbeschadiging en zelfs autologe beenmergtransplantaties te behandelen. Daarnaast kunnen stamcellen worden gebruikt om snel de effecten en risico's van nieuwe medicijnen te testen door stamcellen te differentiëren in verschillende weefsels, en kankerstamcellen kunnen worden gebruikt om de effecten van antikankermedicijnen te testen. Het oneindige aantal delingen van stamcellen kan ook worden gebruikt om hartziekten effectief te behandelen, waarvoor constant management vereist is.
We hebben geleerd wat stamcellen zijn, hoe ze verschillen van andere cellen, hun geschiedenis, soorten stamcellen en hoe ze kunnen worden gebruikt. Stamcellen zullen waarschijnlijk centraal staan in de toekomst van de geneeskunde. Het combineren van stamcellen met genbewerkingstechnologie zou bijvoorbeeld kunnen worden gebruikt om zeldzame ziekten te behandelen of gepersonaliseerde orgaanregeneratie mogelijk te maken. Deze technologische vooruitgang zou kunnen leiden tot lagere zorgkosten en meer gepersonaliseerde behandelingen voor patiënten. Ondanks de belofte van stamcellen wordt er nog steeds veel te weinig onderzoek naar gedaan en wordt er weinig gebruik van gemaakt. Daarom is het belangrijk om selectief te zijn en informatie over stamcellen in alledaagse producten te analyseren, in plaats van deze blindelings te accepteren.
Het gebruik van stamcellen zal op allerlei terreinen steeds belangrijker worden. Onderzoekers verwachten verbluffende resultaten op het gebied van de regeneratieve geneeskunde, de ontwikkeling van geneesmiddelen, gentherapie en meer met behulp van stamcellen. Bovendien zal de vooruitgang in de stamceltechnologie onze levenskwaliteit verbeteren en de mogelijkheid openen om ongeneeslijke ziekten te genezen. Om deze redenen zal stamcelonderzoek in de toekomst de aandacht blijven trekken, en we moeten het potentieel ervan blijven ondersteunen.
