Met name in de Verenigde Staten wordt op een
aantal plaatsen xenotransplantatie-onderzoek gedaan. Frank Dor, chirurg-in-opleiding
in het Erasmus MC Rotterdam, is de afgelopen twee jaar actief geweest in Boston
aan de Harvard Medical School ten behoeve van zijn promotieonderzoek. Er wordt
steeds meer terrein gewonnen op het punt van afstoting van organen van een
andere soort.Deze
vooruitgang is geboekt op het punt van de hyperacute afstoting. Bij deze vorm
van afstoting worden lichaamsvreemde cellen/weefsels binnen enkele minuten
vernietigd. Het menselijk afweersysteem reageert agressief op varkenscellen,
met name op alfa-Gal.
Dit is een suikermolecuul op het oppervlak van elke
varkenscel. De mens heeft natuurlijk voorkomende antistoffen tegen dit
molecuul. Die antistoffen binden met alfa-Gal op de varkenscellen en zetten een
reactie van het complementsysteem gang. Dit zijn eiwitten in het bloed die
vreemde cellen razendsnel vernietigen.
Een grote doorbraak, op het punt van afstoting door
lichaamseigen antistoffen , werd bereikt door de ontwikkeling van varkens die door genetische manipulatie het
alfa-Gal molecuul missen. In Boston konden Dor en collega’s als eersten ter
wereld transplantaties doen met organen van deze zogenaamde knock-out varkens in bavianen (die ongeveer hetzelfde reageren op
varkensorganen als mensen). Zo zijn onlangs harten en nieren van deze varkens naar
bavianen getransplanteerd. Normaal zou een varkensorgaan snel door het
immuunsysteem van de aap worden afgestoten en vernietigd. Tot nu toe was het
wel mogelijk om de anti-Gal antistoffen tijdelijk te onderdrukken, maar bleek
dit nooit voldoende om afstoting door deze antistoffen te voorkomen. Met de
komst van de knock-out varkens hoefde er geen zorgen meer gemaakt te worden
over deze antistoffen. Er werd afstotingsremmende medicatie gebruikt die
klinisch acceptabel is. Het is nu gelukt om de bavianen met een
varkensnier 81 dagen in leven te
houden, terwijl dat hooguit dertig dagen lukt met nieren van niet-knock-out
varkens. Varkensharten overleven nog langer, en
kunnen nu zo’n vier a vijf maanden probleemloos functioneren in een baviaan.
Het is volgens Frank
Dor, de enige Nederlandse doctorandus die actief onderzoek verricht naar xenotransplantatie, een kwestie van
enkele jaren voordat. harten van varkens een waardig alternatief zou kunnen
zijn. Hij stelt dat met de komst van het Gal-knock-out varken, een cruciale
periode is aangebroken voor de xenotransplantatie. Dor: “Ik denk dat we de
komende vijf jaar met een goed antwoord moeten komen op de vraag of
xenotransplantatie een klinische realiteit gaat zijn. Daarvoor is het wel
noodzakelijk dat er klinische trials (operaties met mensen) opgestart gaan
worden. Mijn verwachting is dat dit in de Verenigde Staten op korte termijn zal
worden gedaan. Het meest logisch lijkt transplantaties met eilandjes van
Langerhans (die insulineproducerende cellen bevatten) van varkens. Maar ook het
varkenshart is een reële optie, om bijvoorbeeld een periode tot het ondergaan
van een menselijke harttransplantatie te overbruggen.”
Nu er duidelijke
vooruitgang is geboekt bij het voorkomen van de antistof-gemedieerde afstoting,
kan er onderzocht worden hoe de afstotingsreacties van varkensorganen op
langere termijn verlopen. Resultaten uit het laboratorium van Dor wijzen erop
dat deze, voornamelijk door T lymfocyten (ontdekkers en vernietigers van vreemde eiwitten in
het bloed) bepaalde reacties,
waarschijnlijk niet veel heftiger zullen zijn als die van menselijke
transplantaties. Maar meer onderzoek is noodzakelijk om dit met zekerheid te
kunnen stellen.
Ondanks deze
progressie zijn er nog moeilijk te overbruggen problemen. Varkensorganen en
–weefsels werken in een aantal belangrijke opzichten anders dan die van de
mens. Voor weefsels en cellen met relatief simpele biologische functies, zoals
bijvoorbeeld insulineproducerende cellen van de alvleesklier, hoeft het geen
groot probleem te zijn. Suikerpatiënten krijgen bijvoorbeeld al tientallen
jaren een effectieve behandeling met varkensinsuline. De insulineproducerende
cellen van een varken zouden dus goed kunnen functioneren in een mens.
Het wordt echter anders bij de transplantatie
van volledige organen. Dit komt doordat ze vaak meerdere functies hebben. Een
nier produceert bijvoorbeeld een hormoon, erythropoïetine (EPO), dat de aanmaak
van rode bloedcellen stimuleert. Uit proeven met apen blijkt het dat EPO dat
door de geïmplanteerde varkensnier wordt geproduceerd niet werkt in bavianen, en dus waarschijnlijk ook niet in de mens. Hierdoor zou er zonder
toediening van menselijk EPO op den duur bloedarmoede ontstaan bij
xenotransplantatie-patiënten.
Ondanks dit gegeven ziet Dor toch een
verbetering van de huidige situatie. Ten eerste moesten nierpatiënten toch
altijd al EPO gebruiken om de het aantal rode bloedcellen op peil te houden.
Bovendien is zo’n operatie veel
patiëntvriendelijker: “Dialyse is nogal ingrijpend voor de patiënten, een
varkensnier kan de kwaliteit van het leven enorm vergroten.” Tenslotte ziet hij
een kostenreductie: “De rest van je leven vijf
dagen aan een dialyseapparaat is duur, een eenmalige operatie is waarschijnlijk goedkoper.”
Gecompliceerder ligt het bij bijvoorbeeld de
lever. Deze zuivert niet alleen het bloed, maar heeft ook een taak bij het
uitscheiden van gal, het inactiveren van verschillende hormonen en de aanmaak
van allerlei bloedcomponenten. Het verschil tussen mens en varken is bij dit
orgaan dermate groot, dat het bijna niet denkbaar is dat het ooit permanent de
rol van de zieke lever van de patiënt zal kunnen overnemen. Wel wordt nu
onderzocht of het mogelijk is om met varkenslevercellen in een dialyseapparaat
het bloed van ernstig zieke, acute leverpatiënten te zuiveren. Dit zou alleen
kunnen als overbrugperiode totdat er een passende menselijke donorlever
beschikbaar komt.
Naast deze nog verder te nemen hindernis is
het probleem van virussen die kunnen overspringen van dier naar mens. Het is
niet ondenkbaar dat na Aids, SARS en recentelijker de kippengriep als gevolg
van xenotransplantatie nieuwe, onbekende of slapende virussen net zo actief en
dodelijk worden. Deze virussen hebben hun erfelijk materiaal ’ingemetseld’
tussen het DNA van mensen en dieren. In deze hoedanigheid leiden ze een slapend
bestaan. Pas onder bijzondere omstandigheden worden ze actief, bijvoorbeeld bij
de transplantatie van een dierlijk orgaan naar een mens. Als dit gebeurt werkt
xenotransplantatie contraproductief: wat bedoeld was om de geneeskunde te
ontlasten zorg alleen maar voor meer patiënten en nieuwe problemen.
Volgens Dor is deze angst begrijpelijk, maar enigszins overdreven. Dor: “Het is
de vrees voor het onbekende aangewakkerd door een slechte en eenzijdige
informatie van de media. Alle varkensretrovirussen die zijn geïdentificeerd,
zijn in het laboratorium niet in staat gebleken menselijke cellen te
infecteren. In bavianen hebben werden ook geen aanwijzingen gevonden voor deze
virusoverdracht. Ook zijn er patiënten die kortstondig varkensweefsel of zelfs
organen hebben gehad, daar zijn geen gezondheidsproblemen mee geweest. Wat je
niet kent hoeft er ook niet te zijn.” Hiernaast geeft Dor aan dat er ‘steriele’
varkens groot te brengen zijn die als het ware “virusvrij”zijn. Deze varkens zouden dan ook gehuisvest worden in een steriele
omgeving tot aan transplantatie, waardoor virusoverdracht op de varkens via
andere soorten zoals vogels wordt voorkomen. De virusdeskundige professor Robin
Weiss van het University College in London, waarschuwde in de jaren ’90 nog
voor de risico’s, maar is nu al wat genuanceerder. Bij de transplantatie van
levend varkensweefsel naar minstens 200 patiënten in de afgelopen twee jaar, is
niets gebleken van virusoverdracht.
Er zijn ook enkele alternatieven voor
xenotransplantatie. Een hiervan is het gebruik van mechanische organen zoals
een kunsthart of het nierdialyseapparaat. Waar het laatste apparaat
een (uitwendig) kunstorgaan is dat al lang in gebruik is. Problematisch is het
nog om kunstorganen te construeren die langdurig in het lichaam kunnen worden
geplaatst. De ontwikkeling van een mechanisch kunsthart om in het lichaam te
plaatsen is al redelijk ver. Dit hart kan een tijdelijke oplossing zijn totdat
een menselijk donorhart beschikbaar komt. In de komende jaren zullen echter
proeven gedaan worden met een kunsthart dat mogelijk permanent kan werken, in
plaats van een donorhart. Hieraan zijn ook risico’s verbonden: in het kunsthart
kunnen bloedstolsels ontstaan, ook kan het materiaal niet duurzaam genoeg zijn.
Het nauwkeurig reguleren van de bloedstroom door het lichaam kan tevens een
probleem zijn. Daarbij gaan ze slechts drie jaar mee.
Er zijn onlangs grote vorderingen gemaakt in
stamcelonderzoek. Zo zijn er in laboratoria in Zuid-Korea wetenschappers erin
geslaagd om een menselijk embryo te klonen waaruit ze stamcellen
hebben gewonnen. Bijzonder Hoogleraar Dierproefvraagstukken aan de
Faculteit Diergeneeskunde van de Universiteit van Utrecht Tjard de Cock Buning
ziet hierin geen optie voor het ‘maken’ van organen. De Cock Buning:
“Stamcellen om weefsels te maken die geen afstotingsreacties geven is een optie
die goed is voor situaties waarin een deel van de weefsel moet worden
vervangen. Nieuwe hartspiercellen na een hartinfarct bijvoorbeeld, of nieuwe
hersencellen na een tumor operatie. Maar echt een volledig orgaan
vervangen, waarvoor xenotransplantatie staat, zie ik met stamcellen niet
lukken.”
De technische obstakels
binnen de xenotransplantatie worden met
rasse schreden genomen en de toepassingen zullen niet lang op zich laten
wachten. Volgens Dor is de ethische kwestie er een van ‘als een schaap over de
dam is’: “Op het moment dat er schrijnende gevallen geholpen kunnen worden met
een varkenshart of nier zullen de ethische bezwaren snel verdwijnen. Als je de
keuze zou hebben om je dodelijk zieke dochtertje met een varkenshart te kunnen
redden, ofwel ze te laten overlijden bij gebrek aan een menselijk hart, lijkt
het mij duidelijk. Zo zitten mensen nou eenmaal in elkaar. We moeten in een
progressieve samenleving als de Nederlandse ook niet zo mysterieus doen over
zaken als hersendood, transplantatie, en xenotransplantatie. Goede
informatievoorziening is daarvoor onontbeerlijk, daar moeten we als deskundigen
en media wat aan doen.”
Bronnen:
Gesproken
Drs. FJMF Dor, Afdeling Heelkunde, Erasmus Medisch Centrum, Rotterdam
email:Frank@dorgroot.com
http://www.dorgroot.com/medicalhome.htm
Professor Tjard de
Cock Buning, bijzonder Hoogleraar
Dierproefvraagstukken, Faculteit Diergeneeskunde van de Universiteit van
Utrecht: Tjard.de.Cock.Buning@falw.vu.nl.
sites
http://www.transplantatiestichting.nl/
http://www.nature.com/nsu/031201/031201-9.html
http://www.erasmusmc.nl/content/monitor/archief/monitor_juni2001.pdf
http://www.immergebt.com/press_room/2003_07_14.php
vakliteratuur
(viroloog)
Jaap Goudsmid: De virusinvasie - over de overleving van virussen en de
menselijke soort; 2003, Contact, Amsterdam, ISBN9025415741
meerdere exemplaren van het vakblad
Xenotransplantation , The Official Journal of The
International,Xenotransplantation Association, Print ISSN: 0908-665X
Wetenschappelijke
publicaties van Dor et al. inzake experimentele xenotransplantatie.