De neuronen in het gekweekte orgaantje zijn verbonden via de axonen (rood). De blauwgroene stipjes zijn celkernen (afb: Alysson Muotri)

Ook in dit blog worden vrolijke verhalen verteld over het kweken van organen uitgaande van meestal pluripotente stamcellen. Een nieuwe lever uit het lab, een nieuw hart uit het lab? Mooi toch? Dan zijn mensen die een vervangend orgaan nodig hebben niet langer meer afhankelijk van donoren en, niet onbelangrijk, kan dat orgaan ook nog eens gemaakt worden van lichaamseigen cellen. Hoe zit dat met de hersens? Zouden we onze hersens (deels) kunnen vervangen en wat gebeurt er dan met dat individu?

Hersenonderzoekers werken nooit met levende menselijke hersens. Dat wordt als zeer onethisch gezien en dus moeten ze zich tevredenstellen met levende hersens van dieren en dode mensenhersens (want de mens is toch ietsje meer dier dan het dier).
Er ging een nieuwe wereld open toen in 2008 toen onderzoekers uit menselijke stamcellen ‘hersentjes’ konden maken of althans orgaantjes met een zekere organisatie bestaand uit hersencellen. Die waren niet groter dan een erwt, maar je kon er wel onderzoek aan doen. Ze leefden en functioneerden, maar hier komen ook (weer?) de ethische vragen op.
“Om een goed model te krijgen moeten die orgaantjes zo menselijk mogelijk zijn”, zegt jurist Hank Greely van de Stanforduniversiteit. “Hoe menselijker dat orgaantje wordt des te dichter je in de buurt komt van de ethische vragen die gelden voor levende mensen.”
Je kunt ze orgaantjes noemen of minihersens of hersentjes, maar op welk moment krijgt dat orgaan bewustzijn en zou zich bewust kunnen worden van de marteling die het ondergaat bij experimenten? De werkelijkheid is misschien wat minder sensationeel, maar het laat onverlet dat die ethische vragen eens gesteld moeten worden, zeker als je organen zou maken die geschikt zijn voor transplantatie.

Donald O’Rourke is onderzoeker en hersenchirurg aan de universiteit van Pennsylvania die gekweekte organen gebruikt om agressieve hersenkanker te kunnen bestrijden. Die heeft hij ook geïmplanteerd bij knaagdiertjes. Hij houdt zich niet zo bezig met ethische vragen. “Ik onderzoek een dodelijke ziekte. We hebben hier een diagnosemiddel ontwikkeld om rechtstreeks bij te houden welk effect een therapie heeft. Volgens mij lost dat de ethische problemen op.”
Je kunt wel doen of je neus bloedt, maar vroeg of laat zal die discussie toch gevoerd moeten worden. Wanneer voelen hersens pijn (om nog een andere vraag te stellen)? Dat soort zaken zouden moeten onderzocht worden. Wanneer worden de orgaantjes het ‘echte werk’, het grote besturingssysteem van een levend wezen?

Bewustzijn

Onderzoekers in het veld denken over het algemeen dat de huidige ‘minihersens’ nog niet zoiets hebben als een bewustzijn. “Daar zijn ze veel te primitief voor, zelfs vergeleken bij die van een muis, laat staan die van een mens”, zegt neurochirurgisch onderzoekerHan-Chiao Isaac Chen van de universiteit van Pennsylvania. De huidige orgaantjes missen nog te veel en ze krijgen ook geen zintuigelijke signalen. “Dat geeft ons een veiligheidsmarge van een aantal jaren”, denkt geneticus John Aach, van Harvard en een collega van de bekende synbioloog George Church die ook met organoïden werkt. De ontwikkeling schrijdt echter voort en op een geven moment zul je er toch aan moeten geloven.
Bioethicus Insoo Hyun,heeft onlangs een artikel over dit onderwerp op zijn blog gepubliceerd. Hij denkt dat de komende vijf jaar onderzoekers waarschijnlijk doorbloede hersenorgaantjes zullen kweken met het hele arsenaal aan hersencellen. Steeds vaker zullen die kweekhersens worden geïmplanteerd bij proefdieren, waar die zich zullen verbinden met de aanwezige hersencellen. Dus zelfs als die kweekorgaantjes niet de grens van al of niet bewustzijn hebbend of pijn voelend zijn overschreden, dan zul je je al vragen moeten stellen.

Stamcelonderzoek

Voorlopig geven de regels over het gebruik van stamcellen in experimenten wel enig houvast. Implantaties van minihersens bij dieren zouden dan het terrein van toezichthouders op dierenwelzijn kunnen zijn, maar hersens zijn niet gewoon een pomp (hart) of een chemische fabriek (lever of alvleesklier). Ze zijn voor ons mensen de zetel van ons wezen. Daar wordt al het werk verricht, daarmee denken we (of denken we te denken), daar komen de grote gevoelens vandaan, daar huist ons bewustzijn (wat dat ook moge wezen).
Kweekorganen zijn niet onder te brengen in een afgebakende categorie. “Er zou een regelgeving moeten komen voor kweekorganen” zegt jurist Greely. “Er is een gat dat moet worden opgevuld als die orgaantjes zich zo ontwikkelen dat de zorgen echt worden.”

Brainstorm

Bioethica Jeantine Lunshof is medeleider van het Amerikaanse Brainstorm-project (afb: Harvard)

Het schijnt dat in Amerika al iets aan de gang is. De Nationale instituten voor gezondheid (NIH) organiseren over deze kwestie bijeenkomsten en leergangen en er is sprake van een toezichthoudend comité. Ook individuele onderzoekers hebben contact gezocht met ethici en juristen. De NIH hebben een programma van twee jaar opgezet, heel toepasselijk Brainstorm genoemd. Dat project is niet bedoeld om tot richtlijnen te komen aangaande (onderzoek met) kweekhersens. Het gaat vooral om de noodzaak om tot een gesprek tussen ethici en onderzoekers te komen

Voor bioethicus Hyun gaat het vooral om uit te zoeken of de wetenschap op dit terrein wel zo ver als ze denkt te zijn. Veel punten hebben daarbij niet direct met ethiek te maken, denkt hij. Wel moet vastgesteld worden waar die hersenorgaantjes ophouden en de hersens beginnen. Die orgaantjes functioneren op een bepaald niveau, maar wat betekent dat?

Hersensignalen

“Er zijn zelfs grote vragen over de elektrische activiteit van die hersentjes”, zegt neurochirurg Chen. Vrij recent veroorzaakten onderzoekers rond Allyson Muotri enige opzien toen ze vermeldden dat de elektrische signalen die ze hadden gemeten in de kweekhersentjes leken op die van een hersenschors van een pasgeboren zuigeling, maar niet iedereen was het met die conclusie eens. Er valt kennelijk in het veld nog veel te discussiëren. is betrokken
Er is ook nog de kwestie van de cellenleverancier. Moet je iemand vertellen dat zijnhaar huidcellen worden omgezet in hersentjes? Muotri vertelde dat zijn proefpersonen waarop mensen afhaakten.

Chen ziet dat de belangstelling van de onderzoekers verschuift. Eerst werd er vooral gekeken naar de celsamenstelling, vervolgens naar de genexpressie van de diverse cellen in het orgaantje, maar de aandacht lijkt nu te verschuiven naar de onderlinge berichtgeving tussen de cellen.

Muotri denkt er over een kaart te maken van de ontwikkeling van de hersentjes op weg naar bewustzijn. Heeft het orgaantje een hersenschors? Produceert die hersenschors de juiste signalen? Zijn er andere structuren en hoe zijn die verbonden? Kan zo’n organoïde een lichaamsdeel aansturen? Ontvangt dat orgaantje signalen? Dat soort vragen die met ja of nee te beantwoorden zijn.
Ook al lijkt dat simpel, het is nog lastig genoeg gegeven ook de reactie op zijn eigen onderzoek. “Hoe meer je betrokken bent hoe lastiger is het om antwoorden te geven” zegt bioethica Jeantine Lunshof van Harvard, Hyun leider van het Brainstormproject.” Ze is echter hoopvol gestemd. “Ik zit nu vijftien jaar in die praktijk en ja het werkt.”

Bron: Quanta Magazine