Het is een lonkend perspectief. Nog even en we kunnen versleten organen oplappen of zelfs vervangen, dankzij verse cellen die genetisch identiek zijn aan de oude: stamceltherapie. En het gaat hard. Een jaar of vijf geleden leek het nog verre toekomstmuziek, maar onderzoekers zijn er sindsdien steeds beter in geslaagd om gewone lichaamscellen te ‘herprogrammeren’ zodat ze zich gedragen als cellen uit een pril embryo. zonder dat er echte embryo's aan te pas komen.

Ze gebruiken daarvoor bijvoorbeeld vetcellen die zijn weggezogen bij een liposuctie of huidcellen die overblijven na besnijdenis van jongetjes. Maar in principe kan het met cellen van iedere patiënt. En dat is nodig, want met spul van een ander heb je kans op afstoting. En in de natuur hebben alleen zulke embryonale stamcellen het vermogen om uit te groeien tot alle mogelijke weefsels.

Gaat het herprogrammeren nu goed genoeg? Nee, waarschijnlijk niet, laat een groep Amerikaanse onderzoekers vandaag zien in Nature. Wat vorig jaar al bij muizencellen werd gezien, blijkt nu ook op te gaan voor menselijk materiaal. Er zit een kink in de kabel.

De groep onder leiding van Joseph Ecker, die werkt aan het Salk Institute in La Jolla, heeft een enorm karwei geklaard. Deze onderzoekers hebben al het DNA van verschillende menselijke stamcellijnen gescand. Ze keken niet naar de DNA-volgorde zelf – want daaraan verandert niets bij het maken van stamcellen - maar naar verschillen in methylering.

Aan- en uitschakelen
Die methylering, het aanhechten van methylgroepen aan het DNA, speelt een belangrijke rol bij het aan- en uitschakelen van genen, die weer zorgen dat eiwitten gemaakt kunnen worden. Het methyleringspatroon van een embryonale stamcel ziet er heel anders uit dan dat van een vet- of een huidcel. Logisch, want in die cellen zijn heel andere eiwitten nodig.

Maar nu die andere stamcellen, het type dat gemaakt wordt door volwassen lichaamscellen met bepaalde stoffen of genetisch veranderde virussen te bewerken, zodat ze hun afkomst ‘vergeten’ en sterk gaan lijken op embryonale cellen. Ze worden iPSCs genoemd, wat staat voor induced pluripotent stem cells. De onderzoekers zagen dat die in grote lijnen inderdaad hetzelfde methyleringspatroon vertonen als echte embryonale stamcellen. Gedetailleerder kijken leverde echter een teleurstelling op.

In het DNA van de vijf onderzochte iPSC-lijnen waren toch heel wat gebieden aan te wijzen (1175 in totaal) waar te veel of juist te weinig methylgroepen zaten. Niet altijd dezelfde gebieden. Soms was duidelijk dat het een overblijfsel was uit het ‘vorige leven’ van de cellen, als vetcel of huidcel. 16 procent van deze ‘fouten’ was te vinden bij alle vijf, en bij de overgrote meerderheid daarvan ging het om het ontbreken van methylgroepen. Blijkbaar zijn dat missers die te wijten zijn aan het kunstmatige proces van herprogrammeren. Soms ging het om flinke lappen DNA met belangrijke functies.

Blijvende afwijkingen
Om te kijken of die afwijkingen ook bleven bestaan in een later stadium, lieten de onderzoekers cellen uitgroeien tot verschillende celtypen. Inderdaad bleven de meeste methyleringsafwijkingen ook dan intact.

Dat is zorgelijk, want het betekent dat iPS-cellen zich niet precies zo zullen gedragen als echte embryonale stamcellen. Wat het precies betekent voor de stamcelgeneeskunde, is nog onduidelijk. Volgens Ecker is nu vooral van belang dat er goed bekend is waar je moet kijken om uit te vinden of een cellijn goed is geherprogrammeerd tot stamcellen. En dan is het zaak om manieren te vinden om dat proces te verbeteren. De doodsteek voor de stamcelgeneeskunde is de nieuwe ontdekking zeker niet. Maar wel een tegenvaller.

Het is overigens niet altijd nodig om stamcellen helemaal tot hun embryonale staat terug te brengen. Als je al weet welk weefsel er nodig is, zouden wat meer gespecialiseerde stamcellen ook uitkomst kunnen bieden. Meer hierover komende zondag bij Labyrint radio, met hoogleraar moleculaire genetica Hans Clevers.

Elmar Veerman

Ryan Lister e.a.: ‘Hotspots of aberrant epigenomic reprogramming in human induced pluripotent stem cells’, Nature, 3 februari 2011
 

Toevoeging:  In Cell staat vandaag een artikel over ongeveer hetzelfde onderwerp, maar de betreffende onderzoekers zien het positiever en leggen vooral de nadruk op 'een systematische manier om twijfels over de kwaliteit van stamcellen weg te nemen.'