Elk jaar worden er in Nederland ruim zevenhonderd baby’s extreem te vroeg geboren. Na een zwangerschapsduur van slechts 22 tot 26 weken komen ze al ter wereld. Zo’n moeilijke start kan later in het leven tot allerlei lichamelijke of mentale klachten leiden. Kinderarts-neonatoloog Manon Benders en hersenonderzoeker Cora Nijboer van het UMC Utrecht ontwikkelen daarom samen nieuwe behandelingen om hersenschade bij pasgeborenen te herstellen. Eén van de meest veelbelovende opties is stamceltherapie.
‘De periode rondom de geboorte is een soort transitiefase waarin enorm veel verandert voor de baby’, vertelt Benders. ‘De hersenen zijn daar nog niet goed tegen bestand. Als er dan ook nog problemen tijdens de geboorte optreden, dan is dat brein extra kwetsbaar – helemaal als baby’s te vroeg geboren worden.’
De hersenen zijn dan natuurlijk nog volop in ontwikkeling.
Nijboer: ‘Precies. We weten al best goed hoe de fasen van hersenontwikkeling verlopen. Zo ontstaan zenuwcellen al heel vroeg in de zwangerschap, maar vormt het beschermingslaagje rondom die zenuwcellen zich pas in het derde trimester. Als je dus extreem te vroeg geboren wordt, en met 24 weken al in een couveuse komt te liggen, dan moeten dat soort processen nog beginnen. Als je dan een ontsteking oploopt, of je zuurstofgehalte schommelt enorm in je brein, dan kunnen die ontwikkelingen helemaal ontregeld raken.’
‘De mooiste dingen ontdek je door er niet specifiek naar te zoeken’
Medisch bioloog Yvette van Kooyk wil het immuunsysteem leren kankercellen aan te vallen door hun suikerjas-vermomming weg te knippen.
Benders: ‘Er gebeurt enorm veel in het brein in de laatste periode van de zwangerschap. Het ontwikkelt zich van de gladde versie naar de gekronkelde versie, en alle netwerken worden aangelegd. Dat is een precair proces; als daar ook maar iets in verstoord wordt, dan heeft dat enorme gevolgen. Kinderen met hersenschade ontwikkelen later in hun leven vaak allerlei problemen, zoals aandachtstoornissen, leer- en gedragsproblemen of psychiatrische klachten. Ook autisme of epilepsie komt veel voor na hersenschade.’
De jonge patiëntjes komen terecht op de neonatale intensive care unit, de NICU. Wat komt er allemaal kijken bij zo’n opname?
Benders: ‘Allereerst willen we alle vitale functies zo stabiel mogelijk houden. De baby’tjes worden daarom constant gemonitord. We proberen de effecten van alle behandelingen die we moeten doen om ze te laten overleven, altijd zo klein mogelijk te maken. Zo krijgen we binnenkort pijnmonitoren en stimuleren we ouders met hun kindje te praten en aan te raken. Daarnaast doen we onderzoek naar nieuwe manieren waarop we de hersenontwikkeling kunnen stimuleren, bijvoorbeeld met massage- of muziektherapie. Waar Cora en ik echt samenkomen is in het onderzoek naar het herstellen van hersenschade.’
Nijboer: ‘Ik doe vooral onderzoek in diermodellen of in cellen in petrischaaltjes. Het mooie daarvan is dat ik zo verschillende factoren uit elkaar kan trekken. Ik kan heel precies kijken: wat is het effect van zuurstofschommelingen op dit type cellen? Hoe beïnvloedt ontsteking de ontwikkeling van de beschermlaagjes van de zenuwcellen? Of wat doet stress bij een moedermuis met de hersenontwikkeling van de pupjes? We werken echt van bench to bedside – ofwel van lab tot ziekenhuisbed.’
U doet onderzoek naar stamceltherapie. Kunt u daar wat meer over vertellen?
Nijboer: ‘Het bijzondere van stamcellen is dat ze zichzelf steeds kunnen vernieuwen. Zo kunnen alle organen in ons lichaam zichzelf herstellen. Bij schade in het brein, werkt dit natuurlijke herstelmechanisme alleen niet zo efficiënt en dus hebben de breinstamcellen wat hulp nodig. Daarom hebben we een behandeling ontwikkeld waarin we een ander type stamcellen – mesenchymale stamcellen – toedienen met neusdruppels om die breinstamcellen een handje te helpen.’
Hoe werkt dat precies?
Nijboer: ‘Het deel van het brein dat schade heeft opgelopen, geeft een heleboel stofjes af – een soort hulpsignalen. Mesenchymale stamcellen kunnen die hulpstofjes oppikken; zo weten ze precies waar ze vanuit de neus naartoe moeten. Op de plek van de schade scheiden ze dan een hoop goede stofjes uit die ons eigen herstelsysteem stimuleert. Zodra het werk is uitgevoerd, worden de toegediende mesenchymale stamcellen ook vanzelf weer afgebroken.’
Eigenlijk is het dus een soort boostervaccin?
Nijboer lacht: ‘Ja, dat klopt wel. Dat is het mooie van deze behandeling: het is echt een tijdelijke ondersteuning van een systeem dat ervoor gemaakt is. Al een paar dagen na de toediening zagen we dat de stamcellen ons eigen systeem aanzetten om de hersenschade te repareren.’
Heeft u de stamceltherapie ook al in baby’s getest?
Benders: ‘We hebben net een studie met tien baby’s met een herseninfarct afgerond. Daarmee waren we de eerste ter wereld die stamceltherapie via de neus toedienden in pasgeboren patiënten. Drie maanden na de behandeling hebben we een hersenscan gemaakt. Daarop zagen we dat er minder hersenweefselverlies lijkt te zijn ten opzichte van onbehandelde kindjes.
Ik moet wel zeggen dat de gegevens van die groep onbehandelde kindjes uit een eerdere studie kwamen, dus eigenlijk mogen we ze nog niet één op éen met elkaar vergelijken. Toch zijn deze eerste resultaten heel hoopvol! We schrijven nu een subsidieaanvraag om een vervolgstudie op te zetten met 120 patiëntjes.’
Wat is de afgelopen jaren de grootste ontwikkeling geweest in uw vakgebied?
Nijboer: ‘Wat denk ik echt is veranderd, is de houding ten opzichte van stamcellen. In 2010 zijn wij echt gaan pionieren met deze behandelingen. Men was toen best sceptisch en zag stamceltherapie als een soort sciencefictionverhaal. In de laatste drie tot vijf jaar is er een grote ommekeer gekomen en hebben we het idee echt omarmd. Hoe mooi zou het zijn om het in de toekomst te kunnen aanbieden als standaardtherapie om een beschadigd babybrein te repareren?’
Benders: ‘Het bijzondere van deze behandeling is dat je zo’n jong patiëntje echt voor de rest van zijn of haar leven helpt. De levensjarenwinst is enorm bij deze kinderen.’
In samenwerking met het UMC Utrecht Hersencentrum organiseert New Scientist op dinsdag 17 mei 2022 een avond waarin de technologie van de toekomst centraal staat. Wetenschappers geven een uniek inkijkje in hun onderzoeken. Verwacht een avond vol verwondering over het meest complexe orgaan van ons lichaam: het brein.