Stamcellen weren MS uit de hersenen

Nieuwe therapieën met stamcellen boeken verrassende resultaten bij de agressieve ziekte MS. Er is zelfs een behandeling in zicht die korte metten kan maken met de ondermijnende aandoening: met een injectie van je eigen cellen bescherm je je hersenen tegen aanvallen.

Shutterstock

De vijand is over je grens gegaan zonder dat je het door had. En nu sta je hier, oog in oog met een getrainde killer die al hard bezig is de rest van je bolwerk te slechten.

Gelukkig ken je de strategie – je hebt je rivaal eerder gezien en weet precies welke tegenaanval er nodig is om hem deze keer uit je systeem te krijgen.

Je lichaam valt iedere dag ten prooi aan allerlei hongerige parasieten, virussen en bacteriën, die je cellen binnen proberen te dringen om zichzelf daarin in groten getale te vermeerderen.

Je immuunsysteem zorgt er gelukkig voor dat veruit de meeste van die vreemde organismen nooit voet aan de grond krijgen en ongemerkt verdwijnen. Maar je immuunsysteem kan zelf je ergste vijand worden.

Immuuncellen maken weefsel kapot

De verdedigingstroepen – je immuuncellen – kunnen zich zo vergissen in wie vriend en vijand is dat ze het gezonde lichaamsweefsel aanvallen.

Dat kan de huid en gewrichten betreffen, zoals bij reuma- of psoriasispatiënten. Maar het kan ook gaan om de hersenen en het zenuwstelsel, die alles besturen, van onze bewegingen tot ons geheugen. En dan kun je binnen een paar jaar invalide zijn. De toestand is chronisch en heet multiple sclerose, wat ‘veel littekens’ betekent, meestal afgekort tot MS.

Isolatie zorgt voor snelle signalen

Met behulp van vetrijke cellen kunnen de zenuwcellen in de hersenen snel elektrische impulsen naar elkaar sturen.

Oliver Larsen

1. Ionen stromen de zenuwcel binnen

Krijgt de zenuwcel een signaal van een naburige cel, dan stromen elektrisch geladen natriumionen de cel in via een ionkanaal. Door het hieruit voortvloeiende spanningsverschil gaan andere ionkanalen in de cel open.

Oliver Larsen

2. Schedes isoleren de cel in stukken

De uitloper van de zenuwcel is verpakt in isolerende myelineschedes, die geproduceerd worden door de steuncellen van de hersenen. Door gaten in de isolatie kunnen ionen de cel in en uit.

Oliver Larsen

3. Signaal springt naar het eindstation

Het signaal kan door de isolatie heen van station naar station springen, waardoor het al snel het eind van de zenuwcel bereikt, waar het signaalstoffen aan de buurcel afstaat.

Oliver Larsen

MS kan leiden tot verlamming en een sterk verminderde motoriek. Maar de ziekte kan ook het vermogen treffen om te leren en te begrijpen wat er om je heen gebeurt – en, algemener, het vermogen om een normaal bestaan te leiden.

Nieuwe behandeling is van levensbelang

Momenteel behandelen artsen deze ziekte met preparaten die de activiteit van de immuuncellen dempen, waardoor ze de zenuwcellen niet zo hard aanvallen. Maar de medicijnen mogen het immuunsysteem niet geheel en al stilleggen, want dan loopt de patiënt kans op een dodelijke infectie.

Ook gebruiken de artsen het bijnierschorshormoon, dat de ontsteking afremt die ontstaat wanneer het immuunsysteem het lichaam aanvalt. Maar het medicijn kan MS niet genezen en ook de beschadiging van het zenuwstelsel niet in toom houden.

En voor sommige patiënten werkt het medicijn nauwelijks. Daarom is het voor de circa 2,3 miljoen MS-patiënten wereldwijd van het grootste belang dat er een nieuwe, betere behandeling komt.

Zenuwcellen liggen onder vuur

Concreet ontstaat MS als de immuuncellen bepaalde vetrijke steuncellen in het centrale zenuwstelsel aanvallen: oligodendrocyten. Deze cellen vormen myelineschedes, die rond de vezeldraden van de zenuwcellen liggen als kralen aan een ketting en die de zenuwcellen helpen elektrische signalen naar elkaar te sturen.

Zonder die schedes communiceren de zenuwcellen veel minder goed. En vaak raken de vezeldraden dan zo beschadigd dat de zenuwcel helemaal niet meer kan communiceren met buurcellen. Dit gaat ten koste van het denkvermogen en het begrip, maar ook de beweging. In zware gevallen kan het zelfs tot verlamming leiden.

Cellen breken hersenen af

Door gaten in de verdediging van de hersenen dringen de immuuncellen door tot het hersenweefsel en tasten ze de isolatie van zenuwcellen aan.

1. Infectie breekt verdediging af

De immuuncellen scheiden giftige cytokinen af, die tot een ontsteking in een bloedvat in de hersenen leiden. Daardoor wordt de belangrijke bloed-hersenbarrière tussen de bloedvaten en het weefsel van de hersenen, die normaal virussen en bacteriën tegenhoudt, doorbroken.

2. Immuuncellen tasten isolatie aan

Als de bloed-hersenbarrière doorbroken is, kunnen de verwarde immuuncellen vanuit de bloedbaan de hersenen in. Hier scheiden ze meer infectiestoffen af, die de steuncellen – oligodendrocyten – aantasten, en daarmee ook de isolatie rond de uitlopers van de zenuwcel.

3. Letsel remt het signaal

Doordat het signaal niet meer tussen de myelineschedes kan springen, gaan de zenuwcellen trager communiceren. De cel is bovendien kwetsbaarder zonder isolatie en kan uiteindelijk geheel verwoest worden.

Waarom het immuunsysteem gezonde lichaamscellen precies aanvalt, weten we nog niet, maar onderzoek duidt erop dat MS en andere auto-immuunziekten kunnen ontstaan na een infectie met een virus of bacterie.

Als het schadelijke organisme is verwijderd, gaat het immuunsysteem door met aanvallen – met de oligodendrocyten als doel deze keer, misschien doordat hun oppervlaktechemie lijkt op de chemie van bacteriën en virussen. Dat is waarschijnlijk de reden dat MS ontstaat. Maar niemand weet welke virussen of bacteriën erin slagen om de ziekte te activeren.

Kandidaten die onder verdenking staan zijn het herpesvirus 1 en 2, het varicella-zostervirus, dat waterpokken veroorzaakt, het cytomegalovirus, het Epstein-Barr-virus en het mazelenvirus.

Genen spelen een rol

Verschillende daarvan zijn vrij gewone virustypen die veel mensen hebben gehad zonder MS te krijgen. Maar de genen spelen ook mee, en veel patiënten met MS hebben bovendien het weefseltype HLA-klasse II, dat met auto-immuunziekten in het algemeen verband houdt.

4 op de 100.000 – zo veel wereldburgers krijgen ieder jaar de diagnose MS. Het aantal is het hoogst in Noord- en West-Europa.

De genetica kan ook helpen verklaren waarom de ziekte meer optreedt in bepaalde gebieden van de wereld – vooral in Noord-Europa, waar veel van de genoemde virustypen én mensen met MS-genen voorkomen. In Noorwegen en Finland hebben respectievelijk 177 en 155 op de 100.000 mensen MS.

En dat is veel in vergelijking tot zuidelijker gelegen landen, zoals Bulgarije, waar maar 62 op de 100.000 mensen het hebben. De Sami, die in het noorden van Noorwegen en Finland wonen, krijgen de ziekte echter veel minder vaak dan hun landgenoten: slechts 30 tot 50 op de 100.000 mensen. Dat illustreert wel dat niet alleen het milieu tot de ziekte leidt.

Zogeheten myelineschedes rond de vezeldraden van de zenuwcel (blauw) helpen de cellen te communiceren.

© STEVE GSCHMEISSNER/SP

Ouders kunnen de ziekte bovendien aan hun kinderen doorgeven. Heeft de ene ouder multiple sclerose, dan is het risico dat het kind deze ziekte ook krijgt, 4 procent. Dat is 20 tot 50 keer zo veel als het risico voor de bevolking in het algemeen. Hebben beide ouders MS, dan wordt het risico voor het kind vergroot tot wel 25 procent.

Stamcellen stoppen de slachtpartij

Maar mogelijk is er hoop voor mensen met MS. Uit verschillende onderzoeksresultaten blijkt dat een behandeling met zogeheten stamcellen zeer effectief kan zijn, en in een aantal gevallen bijna een afdoende remedie tegen de agressieve ziekte kan bieden.

Kort gezegd zijn stamcellen onbepaalde cellen die in alle meercellige organismen te vinden zijn en die zich tot alle typen cellen kunnen ontwikkelen.

Stamcellen worden al jaren gebruikt om andere aandoeningen en ziekten te behandelen, met goede resultaten – bijvoorbeeld bij beschadigingen van het zenuwstelsel in de ruggengraat. Momenteel werken onderzoekers aan drie soorten therapieën voor MS, waarvan twee al met goede resultaten op mensen zijn getest, en met de derde zijn veelbelovende resultaten in proeven met dieren bereikt.

Cellen van het lichaam schieten de hersenen te hulp

Stamcellen uit het bekken van de patiënt fungeren als een reddingscorps dat de verwoeste zenuwcellen helpt zichzelf te herstellen en de verwarde immuuncellen ertoe aanzet om minder giftige stoffen te verspreiden.

Oliver Larsen

Beenmerg levert stamcellen

De onderzoekers nemen met een naald zogeheten mesenchymale stamcellen af uit het beenmerg van het bekken van de patiënt en mengen ze met een vloeistof van onder meer groeifactoren. De groeistoffen hechten zich aan het oppervlak van stamcellen en zetten die aan tot deling.

Oliver Larsen

Cellen trekken naar de hersenen

De onderzoekers spuiten de stamcellen in een bloedvat in de arm, waarna die naar de hersenen gaan. De stamcellen worden aangetrokken door de giftige cytokinen van de immuuncellen, en waarschijnlijk kunnen ze daardoor de bloed-hersenbarrière passeren, waar al gaten in zitten.

Oliver Larsen

Groeifactoren repareren kapotte cellen

Eenmaal in de hersenen scheiden de stamcellen een aantal groeifactoren af, die neerslaan op receptoren op de membranen van de steuncellen. Daarop beginnen de cellen zich te delen, en bovendien gaan ze de schade herstellen die door de immuuncellen al is aangericht.

Oliver Larsen

Stoffen remmen deling van immuuncellen

De stamcellen scheiden ook andere stoffen af, die zich hechten aan de immuuncellen en die de productie van infectiestoffen remmen – de voor cellen giftige cytokinen. Ook remmen de stoffen de verdere deling van de immuuncellen af, zodat ze de zenuw- en steuncellen niet nog meer beschadigen.

Oliver Larsen

Bij de eerste behandeling die is getest, breken de onderzoekers eerst de immuniteit van de patiënten af met behulp van chemotherapie, om daarna de stamcellen van de grond af aan een nieuw immuunsysteem op te laten bouwen. De stamcellen die gebruikt worden, zogeheten bloedstamcellen, groeien uit tot immuuncellen.

Op die manier krijgen de patiënten in wezen het immuunsysteem van toen ze baby waren. En dat kan goed of fout uitpakken, want enerzijds betekent dit dat het immuunsysteem veel schadelijke organismen opnieuw moet leren kennen – en dat de patiënten dus vatbaar zijn voor ziekten die in het ergste geval dodelijk zijn.

Maar anderzijds tast het immuunsysteem niet langer in het duister over wie vriend en wie vijand is. En op die manier remmen de wetenschappers de vernietigende aanval op de belangrijke myelineschedes af.

Embryocellen repareren hersenen

De stamcelbehandeling is in verschillende westerse landen al zo goed ingeburgerd dat ze aan MS-patiënten wordt aangeboden, maar alleen aan de zwaarste gevallen en als andere preparaten niet werken, want het risico op ernstige infecties is groot.

Wel blijkt uit onderzoek dat maar liefst 85 procent van de patiënten drie jaar na de stamceltherapie niets meer merkt van de ziekte. Na zes jaar ligt dat aantal op circa 65 procent, en na acht jaar ervaart 60 procent van de patiënten nog steeds geen symptomen. En mocht de ziekte daarna toch nog terugkeren, dan is het vaak in een mildere variant.

15-20% van de MS-patiënten heeft een familielid met dezelfde ziekte.

Een nieuwe stamceltherapie die opgeld doet maar nog niet in ziekenhuizen wordt aangeboden, heeft niet alleen het potenieel om de immuuncellen af te remmen, maar ook om schade te repareren die de afweer al aan het zenuwstelsel heeft toegebracht.

Dat proces verloopt via wat we mesenchymale stamcellen noemen, die onder meer in het beenmerg zitten en kunnen uitgroeien tot bot-, vet- en kraakbeencellen. Onderzoekers nemen daartoe stamcellen uit het beenmerg van het bekken van de patiënt af met een naald en spuiten ze daarna in de bloedbaan, van waaruit ze naar de zenuwcellen gaan.

Hier zenden ze zogeheten groeifactoren uit, die de zenuwcellen ertoe aanzetten zichzelf te repareren. Daarmee wordt de afweer van de patiënt niet aangetast en is het risico op ernstige infecties veel geringer.

Er zijn al diverse stamceltherapieën, onder meer met bloedstamcellen, getest op MS-patiënten – met goede resultaten.

© SPL

Een laatste stamceltherapie die nu op mensen wordt getest, gebruikt stamcellen uit de vroegste fasen van een bevrucht eitje – zogeheten embryonale stamcellen.

Deze kunnen zich tot alle cellen ontwikkelen. En daarvan maken de onderzoekers gebruik. In het lab veranderen de stamcellen in vroege stadia van de vetrijke cellen die een snelle en onbelemmerde communicatie van de zenuwcellen bevorderen: oligodendrocyten.

Lukt het om beschadigde zenuwcellen te vervangen door cellen uit het laboratorium, dan is dat niet alleen geweldig nieuws voor de 2,3 miljoen MS-patiënten op aarde, het kan ook de weg vrijmaken voor het gebruik van stamcellen voor de behandeling van andere hersengerelateerde aandoeningen, zoals kinderverlamming of polio.

Lees ook:

Intelligentie

Dit zijn de slimste honden – en de domste

6 minuten
Uit een baanbrekend onderzoek blijkt dat 10 genen bepalen of je risico loopt op de ziekte schizofrenie.
Hersenen

Wetenschappers ontdekken 10 genen die je schizofreen maken

4 minuten
Hersenen

Mysterieuze ziekte is in de hersenen te zien

2 minuten

Log in

Fout: Ongeldig e-mailadres
Wachtwoord vereist
ToonVerberg

Al abonnee? Heb je al een abonnement op ons tijdschrift? Klik hier

Nieuwe gebruiker? Krijg nu toegang!