Universiteit van Tel Aviv: we gaan de allereerste transplantatie van in een laboratorium gekweekt ruggenmerg uitvoeren

Prof. Tal Dvir zegt dat de eerste ontvanger van de nieuwe technologie Israëliërs zullen zijn. Foto TAU

Stel je eens een realiteit voor waarin iemand die door oorlog, een ongeval of een blessure niet meer kan lopen, een operatie ondergaat en weer opstaat. Een team van Israëlische wetenschappers brengt die droom dichterbij.

In 2022 slaagden onderzoekers van de Universiteit van Tel Aviv er voor het eerst in om een menselijk ruggenmerg in een laboratorium te construeren. Sindsdien is de vooruitgang snel gegaan en hebben dierproeven ongekende successen laten zien . Nu, zo heeft Ynet vernomen, nadert de echte test: de eerste operatie bij een menselijke patiënt, waardoor een verlamde persoon binnen een jaar weer kan lopen.

De ontwikkeling wordt geleid door prof. Tal Dvir, hoofd van het Sagol Centrum voor Regeneratieve Biotechnologie en het Nanotechnologie Centrum aan de Universiteit van Tel Aviv, en tevens hoofdwetenschapper van het biotechbedrijf Matricelf. Het bedrijf werd in 2019 opgericht op basis van de baanbrekende orgaantechnologie die Dvir en zijn team aan de universiteit ontwikkelden, onder een licentieovereenkomst met Ramot, het technologieoverdrachtsbedrijf van de Universiteit van Tel Aviv.

Prof. Tal Dvir. Foto TAU

"Het ruggenmerg bestaat uit zenuwcellen die elektrische signalen van de hersenen naar alle delen van het lichaam overbrengen", legde Dvir uit. "De beslissing wordt in de hersenen genomen, het signaal gaat door het ruggenmerg en neuronen activeren de spieren. Wanneer het ruggenmerg scheurt door een trauma – een auto-ongeluk, een val of een verwonding op het slagveld – wordt de ketting doorgesneden. Stel je een elektriciteitskabel voor: als twee uiteinden elkaar niet raken, gaat het signaal niet door. De kabel geleidt geen elektriciteit en de persoon kan geen signalen doorgeven die verder gaan dan het letsel."

Dat, zei hij, is de grootste moeilijkheid. Een ruggenmergletsel is een van de weinige trauma's in het lichaam zonder natuurlijk vermogen tot regeneratie. "Neuronen delen of vernieuwen zich niet. Ze zijn niet zoals huidcellen, die wonden kunnen herstellen. Ze zijn net als hartcellen: eenmaal beschadigd, kan het lichaam ze niet herstellen," zei Dvir. "De schade stabiliseert zich op een gegeven moment, maar tegen die tijd is de verlamming al ernstig. Na verloop van tijd vormt zich littekenweefsel dat signalen blokkeert, waardoor de patiënt onder het letsel verlamd raakt – in de armen en benen als het in de nek zit, of alleen in de benen als het in de onderrug zit."

Professor Tal Dvir begon jaren geleden met de ontwikkeling van de technologie voor hartweefsel en andere organen. Pas in 2018 paste zijn team de technologie toe op het ruggenmerg. Het concept is eenvoudig te begrijpen, maar complex om uit te voeren.

"Het doel is om een klein stukje ruggenmerg te creëren dat zich gedraagt als een echt exemplaar. We kunnen het littekenweefsel verwijderen, het gemanipuleerde weefsel op zijn plaats implanteren en uiteindelijk het nieuwe stukje samenvoegen met het bestaande ruggenmerg boven en onder de verwonding. Zie het als het plaatsen van een geleider tussen twee afgeknipte kabeluiteinden, waardoor de communicatie wordt hersteld," zei hij.

De uitdaging is de afstoting door het immuunsysteem van het lichaam. "Wanneer weefsel van een andere bron komt, kan het lichaam het aanvallen. Zelfs als het implantaat goed is, creëert het immuunsysteem er een fibrotische laag omheen die het elektrische signaal blokkeert", legde hij uit. "Dat gebeurt bij veel implantaten – borstimplantaten, pacemakers. Maar hier, waar het weefsel elektriciteit moet geleiden, verstoort isolatie de functie."

Om dit te verhelpen, ontwikkelde het team een gepersonaliseerde oplossing. "We nemen bloedcellen van de patiënt. Het zijn geen neuronen, maar met behulp van een Nobelprijswinnende technologie uit 2012 herprogrammeren we ze tot stamcellen die zich kunnen ontwikkelen tot elke cel in het lichaam", aldus professor Tal Dvir.

Vervolgens komt de weefselconstructie. "Cellen alleen zijn niet voldoende – als we neuronen injecteren, sterven ze af. Ze moeten georganiseerd worden tot weefsel," zei hij. De onderzoekers oogsten vetweefsel van de patiënt, extraheren collageen en suikers en gebruiken die om een gel te maken. "Deze gel is ook gepersonaliseerd, net als de cellen. We plaatsen de geherprogrammeerde stamcellen erin en bootsen de embryonale ontwikkeling van het ruggenmerg na."

Het resultaat is een volledig 3D-implantaat. "Na een maand hebben we een driedimensionaal weefsel vol motorneuronen die elektrische signalen doorgeven", zei hij. "Vervolgens implanteren we het op de plek van de verwonding."

Om de methode te testen, begon het team met proefdieren. De resultaten waren dramatisch. "We behandelden dieren met chronische verwondingen, ouder dan een jaar. Meer dan 80% kon weer perfect lopen", aldus Dvir.

Nu komt de menselijke proef. "We hebben onze resultaten ingediend bij het Israëlische ministerie van Volksgezondheid. Zes maanden geleden kregen we de eerste goedkeuring voor 'compassionate use'-onderzoeken bij acht patiënten. Natuurlijk zal de eerste patiënt Israëlisch zijn," zei Dvir. "De technologie is hier ontwikkeld en ik vertrouw erop dat Israëlische chirurgen die het beste zullen uitvoeren. We hebben al toestemming om bloed af te nemen zodra de eerste patiënt is geselecteerd en goedgekeurd."

De behandeling is in eerste instantie beperkt tot relatief recente verwondingen, minder dan een jaar oud. "We beginnen niet met de ernstigste gevallen", zei Dvir. "Maar zodra we bewijzen dat het werkt, liggen de mogelijkheden open. We zullen dan criteria definiëren zoals leeftijd en de locatie van de verwonding, maar uiteindelijk geloof ik dat dit alle patiënten met verlamming zal helpen."

Naast professor Tal Dvir zijn de belangrijkste drijvende krachten achter het project onder meer Matricelf CEO Gil Hacham, medeoprichter Dr. Alon Sinai en hoofdonderzoeker Dr. Tamar Harel-Adar met haar team. "Ze hebben ons zo snel goedkeuring gegeven - het is verbazingwekkend", aldus Dvir.