Is tekort aan organen bij de mens op te lossen met donorvarken?

Het klinkt als sciencefiction: organen van varkens die gedijen in het menselijk lichaam of menselijke organen die in varkens groeien. Genetisch en qua grootte van de organen staat het varken dicht bij de mens en in de dialoog 'het dier als donor' is daarom het varken als voorbeeld gekozen.

Maar eigenlijk is dat nog helemaal niet aan de orde, zegt Petra Verhoef, coördinator onderzoek en dialoog voor het thema Maakbare levens van het Rathenau Instituut. Want zover is het nog lang niet. En misschien komt het wel nooit zover.

Feit is wel dat in Nederland op 1 januari van dit jaar 1.257 patiënten wachtten op een donororgaan en in 2019 118 mensen overleden omdat er voor hen niet op tijd een donororgaan beschikbaar was.

Tekort niet zomaar opgelost

Zelfs als alle Nederlanders orgaandonor zouden zijn, is het tekort nog niet opgelost, stelt Verhoef. Wetenschappers zoeken daarom naar andere oplossingen. Ze bestuderen onder andere de mogelijkheid of dieren in de toekomst uitkomst kunnen bieden. Dan gaat het enerzijds om de transplantatie van dierlijke organen die genetisch zo zijn aangepast dat het menselijk lichaam ze niet afstoot (xenotransplantatie).

Een andere oplossing waar onderzoek naar wordt gedaan, is het laten groeien van menselijke cellen in dieren. Deze cellen kunnen in theorie uitgroeien tot een orgaan of weefsel dat kan worden getransplanteerd naar een mens.

Beide typen onderzoek zijn op dit moment eigenlijk niet mogelijk in Nederland. Uit de Embryowet wordt namelijk niet goed duidelijk of dit soort onderzoeken is toegestaan, terwijl wetenschappers wel behoefte hebben aan die duidelijkheid.

Mens-diercombinaties

Beleidsmakers en politici discussiëren al sinds 2003 over de noodzaak om de Embryowet aan te passen en het gebruik van cybriden en chimaeren te reguleren. Van een cybride is sprake wanneer een menselijke celkern wordt ingebracht in een ontkernde eicel van een dier. De eicel die dan ontstaat is voor 99 procent menselijk.

Aanvankelijk waren cybriden bedoeld om er patiënteigen embryonale stamcellen uit te winnen. Dat bleek lastig en ook niet nodig. Wetenschappers kunnen tegenwoordig stamcellen winnen uit menselijke huidcellen. Een beter alternatief om menselijk weefsel in een dier te laten groeien lijkt een chimaera, een mengsel van twee soorten.

Een chimaera ontstaat door het inbrengen van menselijke stamcellen in een dierlijk embryo. Dit gebeurt in een vroegembryonaal stadium als de cellen nog veel ontwikkelingsmogelijkheden hebben. Er zijn veel variaties en gradaties in soorten chimaeren.

Op dit moment bevindt het onderzoek met chimaeren zich in het stadium van fundamenteel wetenschappelijk onderzoek. Met als mogelijk eindstation: het kweken van menselijke organen voor transplantatiedoeleinden.

Verhoef illustreert de werkwijze met het voorbeeld van een patiënt die een alvleesklier nodig heeft: wetenschappers schakelen dan via Crispr-Cas in een varkensembryo de genen uit die ervoor zorgen dat de alvleesklier ontwikkelt. Vervolgens brengen ze menselijke stamcellen in het embryo. Aangezien het varkensembryo zelf geen alvleesklier meer kan ontwikkelen, zullen de menselijke stamcellen (die nog tot alle cellen kunnen uitgroeien) die rol op zich nemen.

Varken met menselijke alvleesklier

Uiteindelijk zal het volgroeide varken een menselijke alvleesklier hebben die kan worden gebruikt voor de patiënt. 'Of dat ook gaat lukken is nog heel onzeker en het ligt in ieder geval ver in de toekomst', geeft Verhoef aan. Volgens haar willen wetenschappers met het bestuderen van de groei en ontwikkeling van menselijke cellen in dieren allereerst nieuwe inzichten krijgen.

'Het combineren van dierlijk en menselijk celmateriaal voor onderzoek kan mogelijk helpen bij het testen van medicijnen en de behandeling van ziekten. De stap naar transplantatie is niet per definitie de drijfveer. Veel meer gaat het om het ontwikkelen van kennis.'

Ontwikkeling gaat door

In Nederland is het wettelijke kader voor onderzoek met mens-diercombinaties onduidelijk. Op andere plekken in de wereld is die duidelijkheid er wel. 'De ontwikkelingen staan niet stil', geeft de onderzoekscoördinator van het Rathenau Instituut aan. Ter illustratie haalt ze onderzoek aan van de Amerikaanse Stanford University en Tokio University. Daar lukte het onderzoekers om een rat een alvleesklier van een muis te geven.

De insulineproducerende cellen van de alvleesklier werden daarna in een muis met diabetes gezet, waarna de muis genas. Vervolgonderzoek om een menselijke alvleesklier in een schaap te laten groeien mislukte. Maar onderzoekers noemen de vooruitzichten om ziektes als diabetes te genezen met chimaeren veelbelovend.

Ander voorbeeld uit Amerika is van wetenschappers van het Salk Institute die probeerden menselijke stamcellen in een varken te laten groeien. Dat lukte, maar veel embryo's hadden een groeiachterstand. Het is onduidelijk of de embryo's levensvatbaar waren, want ze werden na 28 dagen geaborteerd.

Menselijke cellen in embryo's van apen

Het meest recente onderzoek is ook van het Salk Institute, waar Amerikaanse en Chinese wetenschappers menselijke cellen in apenembryo's lieten groeien. De embryo's lagen in petrischaaltjes en waren niet levensvatbaar.

Andere onderzoekers werken aan de transplantatie van hele dierlijke organen. Daar zijn nu ook de eerste stappen in gezet. Zo kreeg een baviaan een hart van een varken. Het dier kreeg leefde daarna nog zes maanden. Het is al langer mogelijk om bijvoorbeeld varkenshartkleppen te transplanteren naar menselijke hartpatiënten.

Bij dit soort ingrijpende nieuwe technologieën spelen zowel medisch-ethische, juridische als maatschappelijke afwegingen, zegt Verhoef. Om een beeld te krijgen van hoe burgers denken over een dier als donor, starten in september interactieve dialooggesprekken met verschillende groepen Nederlanders. Onder andere op de Dutch Pork Expo in de Brabanthallen in Den Bosch.

Complexe en gevoelige materie

De materie is complex en gevoelig, vervolgt Verhoef. Daarom willen Rathenau-instituut en Nemo Kennislink met een zo breed mogelijk publiek over het onderwerp van gedachten wisselen. Verhoef: 'Wat in sommige landen wel mag, hoeft in Nederland niet te mogen. Maar om een gewogen besluit te kunnen nemen, moeten we over dit onderwerp wel het gesprek met elkaar aangaan.'

De complexiteit van het vraagstuk blijkt uit enkele vragen die Verhoef opwerpt. Wat betekent donordier zijn bijvoorbeeld voor het welzijn en de integriteit van het dier? Is het te rechtvaardigen om een dier als donor voor de mens te gebruiken? Wat vinden patiënten en artsen ervan? Valt onderzoek naar chimaeren veilig te organiseren? En zelfs: zou het dier kunnen 'vermenselijken' als het menselijk weefsel heeft?

'Hoe geven we wetenschappelijk onderzoek voldoende ruimte, rekening houdend met deze belangrijke vragen?', vat Verhoef de breedte van de discussie samen. En dan zijn er ook nog vragen over het dierwetenschappelijk onderzoek. Bij verder onderzoek zijn dieren eerst vooral proefdier en nog lang geen donordier, geeft ze aan. 'En dat terwijl wetenschappelijk onderzoek zich juist richting proefdiervrij moet ontwikkelen.'

Hulp bij beeldvorming

De uitkomsten van de dialoog 'het dier als donor' kunnen politici en het ministerie van Volksgezondheid, Welzijn en Sport helpen bij hun beeldvorming. De inzichten uit de dialogen worden samengebracht in een rapport. Naar verwachting wordt dit begin 2022 aangeboden aan de Nederlandse samenleving en het ministerie.

De dialoog wordt mede mogelijk gemaakt door een subsidie van het ministerie van Volksgezondheid, Welzijn en Sport. Het Rathenau Instituut is een onafhankelijk kennisinstituut en heeft richting parlement, overheid en samenleving een informerende rol over de maatschappelijke impact van wetenschap, technologie en innovatie.