In het laboratorium van professor Jeroen Pasterkamp maken onderzoekers uit één simpele bloedof huidcel minihersenen, een motorische zenuwcel of zelfs werkend spierweefsel. Dankzij stamceltechnologie kunnen ze ons hele zenuwstelsel nabootsen. Voor mensen met ALS is dit goed nieuws. Want deze innovatieve benadering kan het onderzoek naar een behandeling van ALS enorm versnellen.
Prof. Jeroen Pasterkamp is hoogleraar Translationele Neurowetenschappen bij en voorzitter van het UMC Utrecht Hersencentrum. Het Hersencentrum onderzoekt hoe de hersenen werken. Hoe ontwikkelen ze zich? Hoe functioneren ze? Maar ook: wat gebeurt er als ze ziek worden? De onderzoeksgroep van Pasterkamp onderzoekt wat er in de cellen en moleculen gebeurt bij mensen met ALS. Dit doen ze met geavanceerde stamceltechnologie. “Simpel gezegd kweken we zenuwcellen, spieren en minihersenen om te begrijpen wat er misgaat. Zodat we een therapie kunnen ontwikkelen.”
“We nemen bloed- of huidcellen van patiënten af en maken daar stamcellen van”, legt Pasterkamp uit. “Met die cellen kunnen we vervolgens alles kweken wat we willen.” De onderzoeksgroep is al heel goed in het kweken van motorische zenuwcellen die door ALS kapotgaan. “Als we de zieke cellen naast de cellen van een gezond individu zetten, zien we dat er heel wat verschillen zijn. De zieke cellen zijn bijvoorbeeld kleiner, hun uitlopers zijn beschadigd, hun energiehuishouding is anders. Ook de moleculaire huishouding verandert, zoals de eiwitten en het RNA. Allemaal aanwijzingen dat er van alles mis is in de zenuwcel.”
“Motorische zenuwcellen functioneren niet in isolatie”, vervolgt Pasterkamp. “Ze maken contact met spiercellen. Wij vermoeden dat dat contact het eerste is dat verdwijnt bij ALS. Daarna verdwijnen de uitlopers en de motorische zenuwcellen.” Om die theorie te onderbouwen maakt de onderzoeksgroep nu ook spiercellen. “Die spiercellen voegen we samen met de motorische zenuwcellen. Zo ontstaat een ‘minicircuit’. Ook daar zetten we dan weer een ‘gezond’ minicircuit tegenover om de verschillen te bepalen.”
Het onderzoek gaat nog een stap verder. Pasterkamp: “We willen ook weten wat er precies in de uitlopers van de motorische zenuwcellen gebeurt. Daarom ontwikkelen we nu een systeem om de cellen te scheiden van de uitlopers. Vervolgens kijken we weer naar de verschillen met gezonde uitlopers. Zo wordt het onderzoek steeds selectiever.” “Het kan nog complexer. Denk aan het nabouwen van een stukje zenuwstelsel in een schaaltje, met mini-hersenen die alle celtypen uit het zenuwstelsel bevatten. Of combinaties maken van bijvoorbeeld de zenuwcellen van een gezond individu met de spiercellen van een ALS-patiënt. “Alles om een beter inzicht in de ziekte te krijgen.”
Naast inzicht in de ziekte kan het onderzoek ook de zoektocht naar therapieën versnellen. “We zijn nu bezig met het produceren van cellen op grote schaal. Ook ontwikkelen we systemen – chips – om met deze cellen medicijnen te testen. Dan kunnen we medicijnen testen voordat ze in een trial met patiënten worden ingezet. Die testen kunnen we per patiëntgroep uitvoeren, maar ook op maat, per patiënt.” Want het is kenmerkend voor ALS dat er veel verschillende ziekteprocessen zijn, die wel hetzelfde eindresultaat hebben. “Er is dus veel onderzoek nodig.”
Pasterkamp droomt ervan om een compleet systeem te bouwen voor het testen van medicijnen. “Daarmee bedoel ik een systeem van spieren, ruggenmerg, stukjes brein, andere organen, een bloedvatenstelsel. Daarmee kunnen we niet alleen testen of het medicijn werkt op het defect, maar ook wat de bijwerkingen in de rest van het lichaam zijn. In zo’n testsetting kunnen we alle aspecten van een medicijn meenemen. Je moet het zien als een soort vóórtest, die de trials met patiënten beter en selectiever maken.”
Bij al dit innovatieve onderzoek zorgt Pasterkamp ervoor dat hij de feeling met de praktijk niet kwijtraakt. “Ik zoek voortdurend verbinding met de praktijk. Stel dat een arts een vraag heeft over de rol van de bloed-hersenbarrière. Dan bouwen we de bloed-hersenbarrière in ons systeem in.” Het onderzoek staat nooit op zichzelf. “Dat is zo mooi aan Nederland. We delen onze kennis met veel actieve ALS-onderzoekers en er is veel onderling contact. Van de invloed van de leefomgeving tot genetica tot onze kweken in het lab, alle kennis is nodig om snel effectieve therapieën en medicijnen te vinden. In de toekomst komen we samen misschien zelfs te weten hoe we ALS kunnen voorkomen.”
Voor onderzoek naar de oorzaak en behandeling van ALS. Geen tijd te verliezen.