Neem een paar menselijke huidcellen, programmeer die terug naar stamcellen die nog van alles kunnen worden, en maak dáár dan weer oerkiemcellen van, die ei- en zaadcellen kunnen vormen. Dat klinkt futuristisch.
Maar Japanse onderzoekers is het gelukt om dit grootschalig te doen. Ze ontdekten een manier om in verschillende menselijke stamcellen het epigenetische ‘geheugen’ te wissen, de moleculaire groepen op het dna die bepalen of een gen aan of uit staat. Dat is nodig om oerkiemcellen te krijgen. De ontwikkelingsbioloog Mitinori Saitou en zijn medewerkers van de Universiteit van Kyoto beschrijven hun methode in een artikel dat maandag in het wetenschappelijke tijdschrift Nature is verschenen.
De vinding brengt de zoektocht naar betere vruchtbaarheidsbehandelingen een grote stap verder. In de toekomst zouden onvruchtbare mensen of koppels van hetzelfde geslacht hiermee tóch een kindje kunnen krijgen met hun eigen ei- of zaadcellen.
Bij een natuurlijke zwangerschap worden al twee weken na de bevruchting oerkiemcellen gevormd in het prille embryo. Na nog eens drie weken reizen die naar de plek in het embryo waar ze zich nestelen in de zich vormende eierstokken of zaadballen. Tijdens die reis wordt alle ouderlijke epigenetische informatie op het dna van die cellen volledig gewist. Niet lang daarna wordt er weer epigenetische informatie teruggezet, die onder meer bepaalt of er uiteindelijk voorlopers van eicellen of juist van zaadcellen worden gevormd. De herprogrammering is essentieel voor een correcte ontwikkeling van de geslachtscellen.
Willekeurige cellen
In vitro gametogenese (in een reageerbuis gevormde ei- en zaadcellen) is een nieuwe technologie waarmee artsen in de toekomst spermacellen of eicellen hopen te maken van willekeurige cellen van het lichaam van een donor. Zo zouden mensen met vruchtbaarheidsproblemen toch een kindje kunnen krijgen met hun eigen genen. Ook voor stellen van dezelfde sekse, transpersonen en vrouwen die op latere leeftijd zwanger willen worden zou dit een oplossing kunnen zijn. Zo ver is het nog lang niet, maar wetenschappers zoeken naar manieren om er goed onderzoek naar te kunnen doen.
Er zijn al technieken om dergelijke voorlopers van ei- en zaadcellen in het lab te differentiëren naar menselijke spermacellen of eicellen. Maar daarbij moeten de menselijke oerkiemcellen worden gekweekt met cellen uit de eierstokken of zaadballen van labmuizen. Dat is ingewikkeld en levert weinig ei- en zaadcellen op. Een manier om grote hoeveelheden te kweken is nodig om goed onderzoek te kunnen doen.
De nieuwe techniek kan gewoon in een kweekschaal en is robuuster, volgens de auteurs. Daarmee kunnen meer dan tien miljard cellen worden gemaakt.
Gelukt bij muizen
Het sleutelingrediënt van hun methode is het zogeheten bone morphogenetic protein (BMP). Die stof zet in de oerkiemcellen allerlei chemische reacties in gang die ertoe leiden dat de epigenetische markeringen worden losgekoppeld. De onderzoekers onthullen grote delen van dat moleculaire pad waarlangs de epigenetische herprogrammering bij mensen loopt.
De onderzoekers hebben een belangrijk knelpunt opgelost, zegt de stamcelbioloog Arend Overeem, die werkt aan gametogenese in het Leids Universitair Medisch Centrum. „Oerkiemcellen maken vanuit stamcellen is de eerste stap. In kweek houden en de juiste condities vinden voor die epigenetisch reset was voor menselijke cellen nog niet gelukt.”
Of met de in het lab gemaakte oerkiemcellen ook ei- of -zaadcellen kunnen worden gekweekt, is nog niet duidelijk. En of die vervolgens een menselijk embryo kunnen verwekken al helemaal niet. „Daar komen veel technische problemen en ethische vragen bij kijken, en dat is nog ver weg. Maar bij muizen is het al gelukt om een op deze manier verkregen eicel te bevruchten met een natuurlijke zaadcel.”
