Het gebruik van volwassen stamcellen is een goede optie voor het kweken van een betere kwaliteit kraakbeen voor reparaties aan een versleten heup of knie. Zeker wanneer volwassen stamcellen gekweekt worden in combinatie met een beperkte hoeveelheid cellen uit het kraakbeen van de patiënt, groeit nieuw kraakbeen met goede eigenschappen. Op termijn is daarmee de slaagkans van kraakbeenimplantatie te vergroten, mits je er op tijd bij bent. Dit stelt promovenda Nicole Georgi, die haar onderzoek deed aan het MIRA Instituut voor Biomedische Technologie en Technische Geneeskunde van de Universiteit Twente. Zij promoveert op 22 maart.
In Nederland hebben meer dan een miljoen mensen pijnklachten in heup of knie, veroorzaakt door artrose: slijtage en schade aan het kraakbeen. Doordat kraakbeen slecht herstelt is in veel gevallen een prothese noodzakelijk. Op beperkte schaal wordt geëxperimenteerd met implanteren van kraakbeencellen: eigen kraakbeencellen van de patiënt worden dan buiten het lichaam opgekweekt tot een grotere hoeveelheid weefsel, en teruggeplaatst om de schade te herstellen. De resultaten zijn wisselend: de cellen blijken buiten het lichaam een deel van hun functionaliteit te verliezen, zodat bijvoorbeeld na terugplaatsing in het lichaam de elastische matrix dat kenmerkend is voor kraakbeen, niet goed wordt gevormd.
Combinatie van cellen
In haar onderzoek heeft Nicole Georgi alternatieven onderzocht om na terugplaatsing in het lichaam betere kwaliteit kraakbeen te krijgen. Zij neemt daarvoor mesenchymale stamcellen (MSC’s) geïsoleerd uit beenmerg en laat deze cellen uitgroeien tot kraakbeen. Deze volwassen stamcellen blijken ook goed in staat om de vorming van de kraakbeenmatrix te stimuleren. De kwaliteit van het gevormde kraakbeen kan sterk verbeterd worden door de MSCs te kweken onder een zeer lage zuurstofspanning. Ook in het lichaam bevindt kraakbeen zich in een permanente staat van lage zuurstofspanning, doordat dit weefsel niet doorbloed is. Door de stamcellen nu te combineren met een beperkt aantal chondrocyten – cellen uit kraakbeen – zijn nog betere resultaten te halen. De stamcellen differentiëren hierdoor niet alleen gemakkelijker naar chondrocyten, ze stimuleren ook de chondrocyten tot de vorming van een betere elastische matrix doordat de juiste eiwitten gevormd worden..
Kraakbeengroei bij lage zuurstofdruk geeft een betere kwaliteit kraakbeen
Eén operatie
Op termijn verwacht Georgi dat het mogelijk is om in één operatie kraakbeen te repareren door de benodigde stamcellen uit het beenmerg te halen, deze te combineren met chondrocyten en het celmengsel direct terug te plaatsen in het lichaam. Het bedrijf CelCoTec voert op dit moment klinische trials uit waarin dit concept uitgetest wordt. Voor een succesvolle operatie is vroegtijdige signalering van kraakbeenschade wel een voorwaarde: bij een lichamelijk onderzoek zou daarop getest kunnen worden.
Nicole Georgi (1983, Schlema, Duitsland) verdedigt haar proefschrift ‘Multiple Choice:
Leveraging instructive culture models to improve cartilage tissue engineering’ op 22 maart 2013. Haar promotor is prof. Clemens van Blitterswijk en co-promotor prof. Marcel Karperien. Het proefschrift, of een samenvatting ervan, is digitaal toe te sturen.
