Werkstuk door een scholier 1953 woorden 14 april 2009 7,4 5 keer beoordeeld Vak Methode Biologie Biologie voor jou Stamceltherapie als nieuwe tak in de geneeskunde Volgens onderzoekers biedt stamceltherapie hoopvolle perspectieven voor de geneeskunde. Er wordt vooral gedacht aan het vervangen van cellen en weefsels die het lichaam niet of nauwelijks kan vernieuwen. Het meest hoopvol zijn de berichten dat stamcellen kunnen worden ingezet als hartspiercellen bij progressieve hartkwalen, als ß-cellen in de eilandjes van Langerhans van diabetespatiënten en zelfs als neuronen voor patiënten met Alzheimer of Parkinson. Voordat het echter zover is dat dit op grote schaal kan worden toegepast, zal er nog een moeilijke ethische discussie gevoerd moeten worden. Dat deze discussie actueel is mag blijken uit de inleiding van een artikel in Trouw, 7 maart, 2009. Obama wil verder met stamcelonderzoek Stamcellen zullen over een paar maanden weer een gewoon, veelbelovend onder-deel zijn van medisch onderzoek in de VS. De laatste acht jaar was onderzoek hiermee bijna niet mogelijk als er geld van de federale overheid bij betrokken was. 1.1 Soorten stamcellen Stamcellen zijn ongespecialiseerde cellen die zich, afhankelijk van het type stamcel, oneindig in een aantal soorten gespecialiseerde cellen kunnen delen. Stamcellen spelen een cruciale rol in de ontwikkeling van jonge kinderen, maar vooral bij embryo s. Een embryo van enkele dagen oud bestaat voor een groot deel uit zogenaamde totipotente stamcellen, die ook wel de stamcellen der stamcellen worden genoemd. Totipotente stamcellen hebben namelijk de eigenschap zich in iedere willekeurige soort cel te delen. Andere stamcellen, zoals bloedstamcellen, kunnen slechts een beperkt aantal cellen vormen. Dit zijn multipotente stamcellen, die ook bij volwassenen voorkomen. Verder zijn er nog pluripotente en unipotente stamcellen. Pluripotente stamcellen lijken sterk op totipotente, alleen kunnen pluripotente stamcellen zich niet tot een compleet organisme ontwikkelen. Totipotente stamcellen kunnen dit wel. Unipotente stamcellen kunnen juist maar één soort weefsel vormen en komen niet alleen bij embryo s voor, maar, net als multipotente stamcellen, ook veel bij volwassenen. 1.2 Embryonale en adulte stamcellen Behalve embryo s bezitten ook volwassenen stamcellen. Dit is nodig voor de ontwikkeling en de vervanging van weefsel en organen. Stamcellen die bij volwassenen voorkomen heten adulte, of volwassen stamcellen. Deze stamcellen zijn echter zelden geschikt voor therapeutische doeleinden. Het eerste probleem is namelijk dat de cellen getraceerd en geïsoleerd moeten worden. Dat kost veel tijd https://www.scholieren.com/verslag/34419 Pagina 1 van 5
en het resultaat is een handjevol cellen, dat door de jaren heen is blootgesteld aan mutagene invloeden. Daardoor hebben adulte stamcellen vaak schadelijke mutaties ondergaan. Bovendien zijn adulte stamcellen nooit totipotent of pluripotent. In theorie kunnen patiënten in sommige gevallen genezen worden met lichaamseigen stamcellen. Dat zou bijvoorbeeld kunnen met beenmergziekten, mits ze niet veroorzaakt zijn door een genetische afwijking. Als er wel sprake is van een genetische afwijking, is het niet mogelijk dit te genezen met lichaamseigen stamcellen, omdat deze dezelfde afwijking hebben als het defecte weefsel. 2.1 Het kweken en oogsten van stamcellijnen Om stamceltherapie toe te passen moeten de stamcellen eerst geoogst worden, bijvoorbeeld uit een embryo. De geoogste, of geïsoleerde stamcellen worden in een petrischaaltje met een voedingsbodem gekweekt, in de hoop dat ze zich zullen delen zonder zich te specialiseren. Dit heet cultiveren. Dat gebeurt alleen onder de juiste omstandigheden en wil nog wel eens misgaan. Als het kweken geslaagd is, is er een stamcellijn ontstaan. Er moet echter nog veel gebeuren voor ze klaar zijn om voor therapeutische doeleinden te worden gebruikt. Voor de cellen geschikt zijn voor en patiënt moet eerst het DNA aangepast worden. De cellen die bij een patiënt getransplanteerd moeten worden, zullen namelijk hetzelfde genotype moeten hebben als de patiënt. Als het hier om bloedstamcellen gaat, is het goed mogelijk dat deze cellen een andere bloedgroep aanmaken dan de patiënt. Om de genotypen van de patiënt en de stamcellen over een te laten komen, worden enkele stamcellen gefuseerd met huidcellen van de patiënt. Het DNA van de stamcellen wordt verwijderd, waardoor er stamcellen overblijven die precies hetzelfde genotype hebben als de patiënt. 2.2 Specialisatie en transplantatie Vervolgens moeten de stamcellen zich gecontroleerd, gedeeltelijk gaan specialiseren. Meestal houdt dat in dat een totipotente stamcel multipotent wordt. Dit gebeurt bij het voorbeeld van de bloedstamcellen; in plaats van elke willekeurige cel aan te kunnen maken, kunnen de stamcellen alleen nog maar bloedcellen aanmaken. Als dit ook gelukt is komt de laatste fase: de transplantatie. De gedeeltelijk gespecialiseerde, nu multipotente stamcellen, moeten het lichaam van de patiënt in. Als het gaat om bloedstamcellen, 3 Toepassingen stamcellen Stamceltherapie is een heel nieuwe tak van de geneeskunde, waarvan het onderzoek nog in de kinderschoenen staat. Er zijn echter positieve berichten over onderzoeken naar stamceltherapie bij een aantal aandoeningen. Vooral bij progressieve, erfelijke aandoeningen kan stamceltherapie een uitkomst bieden. Hier volgt een aantal met aandoeningen waarvan is onderzocht of ze met stamceltherapie kunnen worden genezen. Bij sommige aandoeningen kan stamceltherapie al worden toegepast, bij anderen is alleen de theorie bekend. 3.1 Stamceltherapie bij neurologische aandoeningen Parkinson is een neurologische aandoening die het centrale zenuwstelsel aantast. Wat de oorzaak precies is, is nog niet duidelijk. Wel is duidelijk dat de substantia nigra, letterlijk zwarte substantie er iets mee te maken heeft. Dit bestaat uit pigmenthoudende hersencellen die dopamine horen aan te maken. Met stamceltherapie is zal het mogelijk zijn afgestorven hersencellen te vervangen. Misschien is het ook https://www.scholieren.com/verslag/34419 Pagina 2 van 5
mogelijk om deze substantia nigra te vormen met stamcellen, maar voordat het zover is, moet eerst aangetoond worden dat we de oorzaak van deze aandoening werkelijk in de substantia nigra moeten zoeken. Alzheimer is een progressieve, neurologische aandoening, waarbij hersencellen in hoog tempo afsterven. Dit wordt veroorzaakt door een versnelde afbraak van het eiwit amyloïdprecursorproteïne. Bij deze versnelde afbraak ontstaan afvalproducten die schadelijk zijn voor de omliggende neuronen. Met stamceltherapie kan het weefsel dat door dit proces afsterft gedeeltelijk worden aangevuld. Ook kunnen stamcellen voorkomen dat deze afvalproducten de neuronen beschadigen of zelfs het afbraakproces vertragen. Onderzoekers zijn er nog niet in geslaagd dit toe te passen bij patiënten. Bij ruggenmergletsels, zoals dwarslaesies, kunnen stamcellen worden ingezet om beschadigde zenuwen te herstellen of te vervangen. Multiple sclerose, of MS, is net Parkinson een aandoening aan het centrale zenuwstelsel. MS is een autoimmuunziekte, waarbij de myelinescheden van de neuronen worden afgebroken. Deze myelinescheden zorgen voor de geleiding van impulsen. Als deze geleiding verstoord wordt kunnen er verlammingsverschijnselen optreden. Dit kan, net als bij Parkinson, leiden tot tremoren en spasmen. Dit zijn voortdurende schudbewegingen van één of meerdere lichaamsdelen. Ook treden er vaak psychische stoornissen op, uiteenlopend van geheugen- en cognitieve stoornissen tot depressie. In de spijsvertering willen ook nog wel eens dingen misgaan ten gevolge van MS. Onder andere constipatie, of verstopping, en incontinentie, het niet binnen kunnen van urine en ontlasting, zijn de meest voorkomende spijsverteringsstoornissen bij MS. De volgorde waarin deze symptomen optreden is compleet willekeurig. Hierdoor weten patiënten nooit waar ze aan toe of hoe lang ze nog normaal kunnen functioneren. Er zijn wel aanwijzingen dat een tekort aan zonlicht bij jonge kinderen de kans op MS op latere leeftijd aanzienlijk vergroot. In Scandinavië komen depressiviteit en MS veel meer voor dan rond de evenaar. Dit houdt waarschijnlijk beiden verband met de zonkracht, en daarmee met het vitamine D-gehalte; waar in landen met lange winters, zoals in Scandinavië, 150 op de 100.000 inwoners MS heeft, is dit aantal rond de evenaar verwaarloosbaar. Voorlopig is het alleen mogelijk om de symptomen te bestrijden, ook met stamceltherapie, omdat men nog niet weet aar de oorzaak ligt. 3.2 Stamceltherapie bij huidaandoeningen Lupus erythematosus is een auto-immuunziekte waarbij gezond weefsel in littekenweefsel wordt omgezet. Deze ziekte wordt tot de huidaandoeningen gerekend omdat in 75% van de gevallen alleen huidweefsel wordt aangetast. Lupus erythematosus is waarschijnlijk een erfelijke aandoening. Naast klachten aan de huid kunnen er nog tal van andere klachten optreden, zoals psychosen, gewrichtsontstekingen (artritis), vasculitis, bloedarmoede (anemie) en longontstekingen. Lupus erythematosus wordt veroorzaakt doordat eiwitten die normaal gesproken alleen lichaamsvreemde stoffen en cellen aanvallen, oftewel antilichamen, ook lichaamseigen cellen vernietigen. Lupus erythematosus kan in theorie worden genezen met stamcellen. Stamcellen kunnen zich specialiseren in cellen die stoffen aanmaken die antilichamen deactiveren. Het gevaar is dan wel dat het afweersysteem ook niet meer optreedt tegen echte indringers. Er is nog onvoldoende kennis om zelfs maar een poging te doen om lupus erythematosus te genezen met stamceltherapie. https://www.scholieren.com/verslag/34419 Pagina 3 van 5
Over brandwonden zijn al wel pogingen en geslaagde gevallen van stamceltherapie. Brandwonden veroorzaakt door hoge temperaturen of sterke zuren. Vanaf 42 C kan de huid beschadigd raken. Dan ontstaat een brandwond. Brandwonden zijn onder te verdelen in vier gradaties, afhankelijk van de diepte en de aangerichte schade aan de huid. Oppervlakkige brandwonden zijn eerstegraads. Er is dan een lichte verkleuring te zien en de verbrande plek voelt droog, schraal en pijnlijk. Hierdoor heb je instinctief de neiging de pijn te verzachten met koud water, wat doorgaans de beste oplossing is tegen brandwonden. Een eerstegraads brandwond is binnen drie dagen geheel genezen, zonder achterlating van littekens. Als de brandwond iets dieper is, is hij tweedegraads. Er ontstaat dan een brandblaar. Tweedegraads brandwonden zijn ook onder te verdelen in diepe en ondiepe. Een voorwaarde voor een tweedegraads brandwond is dat er delen van de opperhuid onbeschadigd zijn gebleven. Ook de dieper gelegen huid, de lederhuid, moet nog intact zijn. Hierdoor ontstaat de blaarvorming, die bij grotere oppervlakken extreem pijnlijk is. Een tweedegraads brandwond geneest, afhankelijk van de diepte, binnen één tot vijf weken, mits er geen wondinfecties optreden. Als dit wel gebeurt kan de genezing, afhankelijk van de diepte van de brandwond, het genezingsstadium en grootte van de brandwond, met maanden, soms met jaren worden verlengd. Tweedegraads brandwonden laten vaak littekens achter en zijn de pijnlijkste brandwonden. Bij derdegraads brandwonden is ook de dieper gelegen huid vernietigd. De huid reageert niet meer op warmte-, koude- of pijnprikkels en kan zichzelf niet meer genezen. De huid is grauwig wit en voelt droog en leerachtig aan. Omdat er niet vanzelf genezing plaatsvindt, wordt bij derdegraads brandwonden vaak chirurgisch ingegrepen. Er wordt een onbeschadigd stuk huid elders van de patiënt weggehaald en in een laboratorium gekweekt zodat de huidstamcellen zich gaan delen om een groter oppervlak te kunnen vormen. Het nadeel hiervan is dat de plek waar de donorhuid is weggehaald lelijk wordt en dat de littekens van de brandwond ook zichtbaar blijven. Hier kan stamceltherapie worden toegepast. Er hoeft dan geen donorweefsel weggehaald te worden. Bovendien kunnen de stamcellen diep in de wond getransplanteerd worden waardoor de wond van binnenuit kan genezen. Hierdoor ontstaan veel minder littekens en duurt de genezing veel korter. 3.3 Stamceltherapie bij leveraandoeningen Patiënten met diabetes mellitus type I zijn niet meer in staat glucose op te nemen in cellen. Dit komt doordat de ß-cellen in de eilandjes van Langerhans uitgeput zijn. Deze horen insuline aan te maken, het hormoon dat ervoor zorgt dat glucose in de cellen kan worden opgenomen. Als deze opname niet plaatsvindt blijft de glucose in het bloed en raken patiënten onder andere vermoeid. Het feit dat ß-cellen uitgeput raken wordt vaak veroorzaakt door een ongezonde levensstijl, waarbij het glucosegehalte in het bloed sterk schommelt. De ß-cellen worden niet bijgemaakt waardoor er geen kans op herstel is. De enige remedie tot nu toe is het dagelijks kunstmatig toedienen van insuline. Met stamceltherapie is het mogelijk om de ß-cellen te vervangen. Voor zover ik heb kunnen nagaan zijn er geen gevallen bekend van succesvol genezen diabetespatiënten, maar in theorie moet het mogelijk zijn. Cirrose is een aandoening aan de lever waarbij er, net als bij lupus erythematosus, gezond weefsel in littekenweefsel wordt omgezet. Bij cirrose gebeurt dit alleen in de lever. Dit wordt vaak veroorzaakt door overmatig alcoholgebruik, of alcoholmisbruik, waardoor levercellen beschadigd zijn en afsterven. Dit littekenweefsel is op zich onschadelijk, maar de lever verliest hierdoor sterk aan capaciteit. Met https://www.scholieren.com/verslag/34419 Pagina 4 van 5
stamceltherapie kan dit in littekenweefsel omgezette weefsel aangevuld worden. https://www.scholieren.com/verslag/34419 Pagina 5 van 5