Een kind van eigen huid

Een goed idee, moeder worden na je vijftigste, zestigste of zeventigste? Wat vindt u van een genetisch eigen kind voor homostellen? En hoeveel embryo’s mag je maken om er het beste er uit te kiezen? Allemaal vragen waarover we nu moeten nadenken, vindt Eli Adashi, hoogleraar medische wetenschappen aan Brown University. Het is namelijk gelukt om in het lab geslachtscellen te kweken voor muizen. Dat betekent dat er geen onoverkomelijk technisch obstakel is om ook menselijke ei- en zaadcellen te kweken, gelooft Adashi.

“Alle stappen zijn in principe vertaalbaar naar de mens. Het is een kwestie van tijd voordat we voor iedereen uit gewone lichaamscellen een ei- of zaadcel kunnen kweken.” Dat betekent dus een toekomst waarin kinderen geboren kunnen worden zonder dat er sperma of een eicel aan te pas komt.

Wanneer het werkelijk zover is, durft Adashi niet te voorspellen. “Dat kan over vijftig jaar zijn, maar net zo goed over tien jaar.” De hoogleraar wil echter niet dat de maatschappij voor een grote verrassing komt te staan en jaagt daarom nu de discussie aan. Hij klom in de pen, met ethicus Glenn Cohen en kinderarts George Daley van Harvard, en schreef een artikel met de onheilspellende kop ‘Disruptive reproductive technologies’, ontwrichtende voortplantingstechnieken.

Muizenpups uit een staartcel

Adashi’s oproep volgt op twee wetenschappelijke hoogstandjes. Eind december meldde de bekende Japanse stamcelexpert Katsuhiki Hayashi dat het hem gelukt was huidcellen uit de muizenstaart in het lab te veranderen in eicellen. Deze eicellen bevruchtte Hayashi met gewoon muizensperma. Waarna er muizenpups ter wereld kwamen die zelf ook vruchtbaar waren. Een paar maanden eerder presenteerde de Chinese stamcelonderzoeker Qi Zhou eenzelfde kunstje met zaadcellen. Enkel het zweepstaartje ontbrak. Met deze kunstmatige zaadcellen fokte ook Zhou gezonde muizen.

Daarmee is 2016 een jaar van doorbraken in in vitro gametogenesis (ivg). Maar het kweken van de kunstmatige geslachtscellen is nog zeker geen fluitje van een cent. De procedures zijn ingewikkeld en de meeste bevruchtingen leverden geen levensvatbare pups op of muizenpups met afwijkingen. Adashi: “Er zal zeker nog veel onderzoek nodig zijn voordat ivg betrouwbaar en veilig is. Maar dat neemt niet weg dat nu het bewijs is geleverd dat het kan. En daar heeft de wetenschap amper tien jaar over gedaan.”

Een embryo bestaat in het prille begin volledig uit stamcellen, cellen die zich nog tot allerlei cellen kunnen ontwikkelen. Signaalstoffen uit de omgeving bepalen dat de ene cel een zenuwcel met lange uitlopers wordt, de andere een botcel, levercel, rode bloedcel, huidcel etcetera. Om van een huidcel een ei- of zaadcel te maken moet de cel eerst ‘terug in de tijd’.; de cel moet teruggeprogrammeerd worden tot een stamcel. Daarna kan de cel in principe weer alle kanten op.

Het ‘recept’ voor die terugweg hebben stamcelonderzoekers de afgelopen jaren uitgedokterd. De huidcel wordt in een bakje gelegd met voedingstoffen waarna eerst signaalstofje A, vervolgens stofje B, C, D etc. worden toegevoegd. Door de signaalstoffen in precies de juiste concentratie, combinatie en volgorde in het bakje te druppelen ontstaat binnen een paar dagen een stamcel. De huidcel is dan compleet ‘ge-reset’.

Nog niet compleet

Om van die kunstmatige stamcel vervolgens een geslachtscel te maken, is een ander recept nodig. Een ‘ABC-tje’ van signaalstoffen dat de stamcellen stimuleert in de ontwikkeling tot geslachtscel. Hoe dat precies gebeurt doorgronden wetenschappers echter nog niet helemaal. Het recept voor de cruciale celdeling in twee ei- of zaadcellen (zie kader) ontbreekt nog.

Zhou en Hayashi vonden echter een oplossing. Ze voegen, in plaats van signaalstoffen, cellen uit de testikels of eierstok van de muis toe die de stamcellen de juiste prikkels geven. Dat maakt de muizenmethode niet rechtstreeks vertaalbaar naar de mens. Hayashi had embryonaal weefsel nodig voor zijn kunstmatige eicellen, weefsel dat natuurlijk niet zomaar voorhanden is.

“Klopt”, zegt professor Sjoerd Repping, hoofd van het Centrum voor Voortplantingsgeneeskunde van het AMC. “Maar ik verwacht dat ook die celdeling snel wordt ontleed. Dan is gebruik van donorweefsel niet meer nodig. Dat is niet simpel, maar zeker niet onmogelijk. Het is ook gelukt voor allerlei andere ontwikkelingsprocessen.”

En valt dat toch tegen, dan is er nog een andere route, suggereert Susana Chuva de Sousa Lopes, stamcelonderzoekster aan het LUMC. “Het moet natuurlijk mogelijk zijn om ook die ondersteunende cellen te kweken uit menselijke stamcellen. Zo heb je ook geen donorweefsel nodig.”

Zowel Repping als Chuva de Sousa Lopes onderzoekt de allerlaatste ontwikkelingsfase van geslachtscellen: de rijping. Repping: “Sommige onvruchtbare mannen hebben wel zaadcellen in de testis maar zijn onvruchtbaar omdat die niet rijpen. Wij onderzoeken hoe we ze in het laboratorium tot rijping kunnen aanzetten zodat ze bruikbaar zijn voor ivf.”

Chuva de Sousa Lopes wil een kunstmatige eierstok kweken uit stamcellen, zodat eicellen in het laboratorium kunnen uitrijpen. Rijpen buiten het lichaam is een mogelijke oplossing voor vrouwen die vanwege chemotherapie of bestralingen hun eierstokken moeten laten invriezen. Maar ook voor vrouwen die kinderen trachten te krijgen via ivf. De hormoonbehandeling die nodig is om meerdere eicellen te oogsten is erg belastend. Kan dat in het lab, dan wordt ivf een stuk prettiger. Chuva de Sousa Lopes: “Maar voorlopig gaat het vooral om fundamenteel inzicht in de signalen die eicellen aanzetten tot rijpen, en de stoffen die eicellen juist slapend houden.”

Beide Nederlandse onderzoekers geloven, net als Adashi, dat het kweken van kunstmatige menselijke geslachtscellen binnen afzienbare tijd zal lukken. Repping: “Ik verwacht dat binnen vijf jaar ergens ter wereld een kind zal worden geboren uit een bevruchting met een kunstmatige zaadcel.”

“Hoewel blijkt dat de band tussen een vader en zijn niet-biologische kinderen even sterk is, blijft de wens naar een genetisch eigen kind een heel sterke emotie. En er is altijd wel een arts te vinden die daarin meegaat. Maar juist daarom is het belangrijk nu het debat te starten over wat we in Nederland wel of niet acceptabel vinden.”

Chuva de Sousa Lopes: “Ik ben echt onder de indruk van het werk van Hayashi. Hij heeft elke stapje in het kweken van een muizeneicel nauwkeurig onderzocht en onder controle gekregen. Dus ja, ik denk dat het er ook bij de mens echt van komt.”

Ophef

Bioethicus Annelien Bredenoord (Universiteit Utrecht) wil ditmaal graag het debat voeren vóórdat de techniek werkelijkheid is. “We zijn eigenlijk een beetje vergeten hoeveel ophef en emotie de eerste ‘reageerbuisbaby’ teweegbracht in 1978. De kranten stonden er werkelijk bol van. Ik laat de chocoladeletters zien in mijn colleges ethiek. Ook ivg is revolutionair én bevrijdend, en zal dus veel discussie oproepen.”

Want wanneer het inderdaad lukt om ei- en zaadcellen te kweken uit huidcellen van de mens, ‘verdwijnt’ onvruchtbaarheid. Iedereen heeft dan op elke leeftijd in principe de mogelijkheid een ei- of zaadcel te laten kweken. Dat betekent dat ook vrouwen op hoge leeftijd een genetisch eigen kind kunnen krijgen, zelf of via een draagmoeder.

Ook een biologisch kind voor een lesbisch koppel ligt in de lijn der verwachting. Dat kan door een kunstmatige zaadcel, gemaakt uit een huidcel van een van de vrouwen te combineren met een (kunstmatige) eicel van de andere vrouw. En weer wat verder in de toekomst ligt een genetisch eigen kind voor twee vaders. Waarvoor natuurlijk wel een draagmoeder nodig blijft.

En een vrij bizarre, maar reële optie: een kind dat slechts één ouder heeft. Het moet immers mogelijk zijn een kunstmatige eicel en zaadcel van één ouder te combineren.

Zover komt het misschien nooit. Maar het allereerste gevolg van ivg is een veel grotere beschikbaarheid van eicellen voor onderzoek. Kweken kan namelijk in principe met grote aantallen. Dat zal ook nodig zijn voor de ontwikkeling van de ivg-techniek zelf, stelt Repping. “Je wilt natuurlijk zeker weten dat een kunstmatige ei- of zaadcel even vitaal en gezond is als een gewone geslachtscel voordat je de techniek introduceert. Daarvoor moeten alle stappen in een kweekprocedure heel zorgvuldig en uitgebreid worden getest.”

Cellen stelen

Met de kweek van eicellen valt een soort natuurlijke barrière weg, benadrukt Bredenoord. Stap één is daarom een discussie over ethische richtlijnen rondom ivg-onderzoek.

“We hebben een embryowet, maar die is niet geschreven met kunstmatige geslachtscellen in het achterhoofd. En zal dus moeten worden aangepast. Wat mag je wel en niet doen met kunstmatige ei- en zaadcellen? En hoe denken we bijvoorbeeld over het maken van meerdere embryo’s in het laboratorium om er de ‘beste’ uit te selecteren?”

De Amerikaan Adashi waarschuwt dat ook ouderschap juridisch een nieuwe betekenis kan krijgen. Want stel dat een obsessieve fan wat huidcellen opvist uit de badkuip waarin Justin Bieber badderde. Ze laat die onder een valse naam opkweken tot zaadcellen en krijgt een kind. Is dat diefstal? En moet Bieber, net als elke biologische vader nu, bijdragen aan de opvoedingskosten?

Terug naar de stamcel

Alle cellen in ons lichaam ontstaan uit stamcellen. Die delen zich, waarna de dochtercellen zich ontwikkelen tot allerlei soorten. Bij ivg wordt uit huidcellen weer stamcellen gemaakt. En die kunnen vervolgens tot bijna elke gewenste cel uitgroeien door de juiste signaalstoffen toe te voegen. Het maken van een ‘reserve’ ei- of zaadcel uit een stamcel is extra moeilijk omdat de stamcel hiervoor een unieke deling moet ondergaan: de meiose. Bij een gewone celdeling is het DNA van de dochtercel identiek aan dat van de moedercel. Al het DNA wordt gekopieerd en na splitsing heeft elke dochtercel een complete set. Bij meiose gaat het anders. Het DNA wordt ook in dit geval verdubbeld en gesplitst, maar daarna gemixt en nogmaals verdeeld. Het resultaat is vier dochtercellen met elk een halve set DNA. Als geslachtscellen vervolgens bij bevruchting samensmelten is het DNA weer compleet. Het eencellige embryo heeft dan de helft van het DNA van moeder gekregen en de helft van vader.

Wat ivg mogelijk kan maken:

Oneindige voorraad eicellen en zaadcellen voor iedereen

Ivf zonder hormoonbehandeling

Biologisch kind na de menopauze

Vader of moeder worden bij onvruchtbaarheid

Genetisch eigen kind voor twee vrouwen

Genetisch eigen kind voor twee mannen

Huidcellen stelen en daarmee een kind creëren