Kweekvijver: organen, virussen en kweekvlees

Tegenwoordig wordt er van alles gekweekt. Onder andere organen, virussen en ook vlees.

Organen

Christopher Lyles uit Baltimore ademt sinds begin dit jaar door hetzelfde materiaal als waar colaflessen van zijn gemaakt. De 30-jarige Amerikaan is de tweede mens ter wereld met een volledig synthetische luchtpijp. De kanker in zijn eigen luchtpijp kon niet meer worden verholpen, dus is zijn hele luchtpijp verwijderd en door chirurgen in het Zweedse Karolinska Instituut vervangen door een artificiële luchtpijp, gemaakt van het plastic polyethyleentereftalaat, oftewel PET. “Ik ben dankbaar voor een tweede kans op leven”, zei Lyles tegen de New York Times.

Organen die niet meer te opereren zijn, kunnen vaak worden vervangen door donororganen. Maar omdat deze organen niet altijd beschikbaar zijn, en het lichaam ze soms niet accepteert, proberen wetenschappers nu alternatieven te vinden in de vorm van kweekorganen. Die techniek is verbeterd vanwege de mogelijkheid om stamcellen te gebruiken. In het geval van meneer Lyles werd de PET-luchtpijp in een bioreactor geplaatst met stamcellen van Lyles’ eigen beenmerg. Het plastic werd als een kip op het spit rondgedraaid net zolang tot de cellen zich eraan hechtten. De kans dat het lichaam het nieuwe orgaan afstoot, wordt door de aanwezigheid van de eigen stamcellen flink verminderd.

De luchtpijp is echter een -relatief- eenvoudig orgaan. Het kweken van een hart of long is een stuk complexer. In 2010 lukte het Amerikaanse wetenschappers om een kunstlong in een rat te transplanteren. De ratjes ademden zes uur met de artificiële long. Langer hielden ze het niet uit. Simpelere organen, zoals de blaas, zijn wel succesvol gekweekt – zeker dertig mensen lopen inmiddels op de wereld rond met zo’n kunstblaas.

Maar goedkoop is het vooralsnog niet. De hele operatie voor Christopher Lyles kostte al ongeveer 450.000 dollar. En het is nog afwachten hoe lang het articifiële orgaan blijft functioneren. Lyles’ voorganger, een man uit Eritrea die in juni vorig jaar de eerste kunstluchtpijp kreeg, loopt volgens de New York Times in ieder geval nog vrolijk rond.

Virussen

In maart verschijnt de film Contagion op dvd, waarin geloofwaardig te zien is hoe mensen reageren als er plotseling talloze doden vallen door een besmettelijk virus. Maar in het genre virusfilms komt de film toch niet boven Twelve Monkeys uit, waarin Bruce Willis naar het verleden wordt gestuurd om te voorkomen dat een door mensen gemaakt virus 99 procent van de wereldbevolking uitroeit. De angst voor een epidemie is al jaren een dankbare inspiratiebron voor Hollywood, maar een door mensen gefabriceerd dodelijk virus is geen fictie.

Onderzoekers aan de Erasmus Universiteit in Rotterdam hebben een uiterst besmettelijke versie van het vogelgriepvirus H5N1 gemaakt. Deze variant kan door fretten gemakkelijk worden overgedragen door de lucht (de reacties van mensen en fretten op vogelgriepvirus lijken sterk op elkaar). Uiteraard hebben de wetenschappers dat niet gedaan in opdracht van Dr. Evil, maar om te onderzoeken of ze vaccins en medicijnen tegen een dergelijke epidemie kunnen ontwikkelen.

Het gevaar is nu echter dat het gemuteerde virus, dat zich dus veel makkelijker verspreidt dan het origineel, in verkeerde handen valt. Daarom heeft de Amerikaanse National Science Advisory Board for Biosecurity (NSABB) gezegd dat het onderzoek niet gepubliceerd mag worden, uit angst voor wat een bioterrorist met die informatie kan doen.

De vraag is nu hoe streng de veiligheidsregels voor het onderzoek moeten zijn, met andere woorden, welke wetenschappers toegang krijgen tot de informatie. Want om een virus te bestrijden, heb je een exemplaar nodig om te kijken hoe het reageert.

Het is een dilemma dat overigens ook in de film Contagion voor komt. Een van de personages, dokter Sussman, besluit om tegen de bevelen van hogerhand in, om het virus te onderzoeken in plaats van te vernietigen. De wil om een oplossing te vinden, bleek toch groter dan de angst.

Kweekvlees

Krijg je al trek? Duizenden van deze spierweefsels zouden binnenkort een hamburger kunnen vormen. Niet de weefsels die je hier ziet, overigens, tenzij je van muis houdt.

Verschillende Nederlandse universiteiten onderzoeken de mogelijkheid om kweekvlees te maken, vlees dat voortkomt uit dierlijke cellen. Als op grote schaal kweekvlees kan worden geproduceerd, zou dat een alternatief kunnen zijn voor de massale veehouderij, die toch voor aardig wat milieuproblemen zorgt.

Maar zover is het nog niet. De spierweefsels zelf hebben ook voedingstoffen nodig, ‘medium’ genaamd. Nu komt dat nog vooral uit bloed van dieren. De Universiteit van Amsterdam onderzoekt of dit medium uit algen kan worden gehaald.

De weefsels die nu gemaakt worden, zijn van muizen, vertelt Daisy van der Schaft, onderzoeker aan de Technische Universiteit Eindhoven. Zij en haar collega’s hebben inmiddels honderden spierweefsels gemaakt van stamcellen en analyseren hoe dat proces geoptimaliseerd kan worden. Spieren van koeien en varkens produceren, is nog niet gelukt. “De Universiteit Utrecht doet onderzoek naar isolatie en differentiatie van stamcellen uit deze dieren voor kweekvleestoepassing”, aldus Van der Schaft.

Wanneer zal het eerste eetbare stuk kweekvlees klaar zijn? “Dat kan wel binnen een paar jaar”, zegt Van der Schaft. “Afhankelijk van hoeveel financiering er voor wordt vrijgemaakt. Om een eetbaar stukje kweekvlees te maken is veel geld nodig en de afgelopen jaren hebben we een lacune aan financiering gehad.” De overheid staat niet te trappelen en bedrijven zien de winstgevendheid nog niet.

De cardiovasculair arts Mark Post denkt dat het hem dit jaar zal lukken. Zijn project, om een kweekvleeshamburger te maken aan de Universiteit van Maastricht, wordt door een filantroop gefinancierd en kost 250.000 euro.

Een pakje kweekvlees in de supermarkt, dat kan nog wel een jaar of tien duren, denkt Daisy van der Schaft. En de vraag is natuurlijk: willen mensen het eten? De structuur van vlees hebben de onderzoekers nog niet onder de knie, maar met genoeg onderzoek moet dat ook wel lukken. En de smaak en voedzaamheid zullen waarschijnlijk ook wel vergelijkbaar zijn, zegt Van der Schaft. Zij zou de kweekvleesburger wel eten.