Leren hoe de longen zich repareren

Hoe kapotte huid zichzelf herstelt, is bekend. Maar hoe kapotte longen dat doen, weten onderzoekers nog niet. Onderzoeker Hans Clevers zoekt het antwoord.Dat doet hij samen met andere toponderzoekers, die het Longfonds bij elkaar bracht in het internationale samenwerkingsprogramma ‘Kapotte longen repareren’.

Hans Clevers

Stel, je hebt een schaafwond op je hand. Er komt een korstje op en de huid geneest langzaam weer. Door wetenschappelijk onderzoek weten we zelfs precies hoe dat gebeurt: van onderaf repareert het huidweefsel zich laagje voor laagje, totdat het beschermende korstje eraf valt. Zo werkt dat voor beschadigingen aan gezonde huid, of je nu acht of tachtig jaar bent.

Huid is, net als je longen, een orgaan dat bestaat uit weefsel. Hoe komt het dan dat longweefsel zichzelf steeds minder goed kan repareren als we ouder worden? En waardoor is bij mensen met COPD het longweefsel zo beschadigd dat het zichzelf niet meer kan herstellen en zelfs langzaam afbreekt?

Het antwoord is er helaas nog niet. ‘We weten nog niet goed hoe de longen zichzelf repareren’, vertelt onderzoeker Hans Clevers. ‘Daar gaan we wat aan doen. Want als we dat weten, kunnen we behandelingen bedenken om longziekten zoals COPD echt te genezen.’

Belangrijke ontdekking

Clevers is hoogleraar en onderzoeksleider op stamcelonderzoek bij het Hubrecht Instituut in Utrecht. Zijn onderzoeksgroep deed een belangrijke ontdekking. En die maakt het onderzoek naar longreparatie een stuk gemakkelijker.

Clevers legt uit hoe dat zit: ‘We weten dat stamcellen het belangrijkste zijn bij de reparatie van weefsel. Die stamcellen zitten overal in ons lichaam, ieder met zijn eigen ‘vakgebied’ voor zijn eigen organen. Ze maken nieuwe weefselcellen om oude, versleten of beschadigde cellen te vervangen. De stamcellen in je huid zorgen er bijvoorbeeld voor dat je elke maand een nieuwe bovenste huidlaag krijgt. En de darmstamcellen zijn echte kampioenen: die vervangen elke vier dagen het weefsel aan de binnenkant van je darmen.’

Mini-longen

Net als in andere organen, zitten in de longen stamcellen. Elk van die stalcellen 'zorgt' voor een eigen stukje long. Het lukte Clevers en zijn onderzoeksteam om een aantal van die longstamcellen op te sporen en te kweken in het laboratorium. Het is ze zelfs gelukt om uit die stamcellen een mini-luchtpijp en mini-bronchiën (vertakkingen van de luchtpijp) te kweken. ‘Het zijn heel kleine orgaantjes van een paar millimeter groot die je alleen onder de microscoop kunt zien’, legt Clevers uit. ‘Maar wel met alles erop en eraan. Dat we deze kleine stukjes mini-orgaan in het laboratorium kunnen kweken is belangrijk want daardoor kunnen we onderzoeken hoe de longen erin slagen schade aan het weefsel zelf te repareren. Vroeger konden we alleen losse cellen bestuderen. Maar daarmee zie je niet hoe cellen met de cellen eromheen samenwerken en wat ze nodig hebben om hun reparatiewerk te doen. Met deze mini-longen bestuderen we het herstelproces. Als we weten hoe dat bij gezond weefsel in de mini-long werkt, kunnen we ook onderzoeken waar het bij mensen met COPD misgaat. En wat ervoor nodig is om de stamcellen bij hen weer aan de praat te krijgen, zodat ze hun herstelwerk weer kunnen oppakken.’

Hans Clevers, onderzoeker 2, voorop in de strijd

We onderzoeken waar het bij mensen met COPD in de longen misgaat. Door de mini-long zien we direct welk effect behandelingen hebben.

Hans Clevers

Wat (niet) werkt

Als ze weten wat er misgaat, kunnen onderzoekers heel gericht zoeken naar behandelingen om longziekten te genezen. ‘Die behandelingen willen we ook op de mini-longen uitproberen’, vertelt Clevers. ‘Je ziet direct of een behandeling helpt, zonder dat je op dieren of mensen hoeft te testen. En we kunnen de stamcellen van een longpatiënt gebruiken om direct te zien wat voor hem werkt en wat niet werkt.’

Volgens Clevers zijn er straks twee soorten behandeling voor COPD mogelijk. ‘Ik denk dat we gezonde, gekweekte stamcellen bij mensen met een longziekte kunnen inbrengen, zodat ze ter plekke gezond weefsel gaan maken. Bij darmen en maag lukt dat al, maar longweefsel is ingewikkelder dus daar is nog meer onderzoek voor nodig.’

Bij de andere behandeling draait het om het aan het werk zetten van de eigen stamcellen van mensen met COPD. ‘Als we eenmaal weten wat de longstamcellen nodig hebben om te groeien, kunnen we de stamcellen van mensen met een longziekte weer aan het werk zetten.’

Een long nabouwen

Maar zover is het nog niet. Er is nog veel onderzoek te doen. Daarvoor werkt Clevers samen met de beste onderzoeksinstituten van de wereld. Dat kan dankzij een initiatief van Longfonds: het internationale samenwerkingsprogramma ‘Kapotte longen repareren’. ‘Het is heel bijzonder dat Longfonds alle toponderzoekers uit Europa en Amerika heeft samengebracht. Dat lukt meestal niet zo gemakkelijk omdat Europees en Amerikaans onderzoek altijd apart wordt betaald. Dankzij Longfonds werken we nu samen met Amerikaanse universiteiten. Iedere universiteit is goed in iets anders. Zo kan Harvard goed stamcellen vinden en kweken. Bij University College in Londen weten ze alles over het nabouwen van organen, zodat we straks stukken long kunnen nabouwen en transplanteren. Dankzij onderzoek uit Denver en Pittsburg in de Verenigde Staten, kunnen we zien hoe longcellen samenwerken als longen zichzelf repareren. Als we al deze onderzoeken bij elkaar brengen, hebben we sneller een doorbraak in de behandeling van longziekten.’

En hoe snel is sneller? ‘Ik denk dat we in 2024 grotendeels weten hoe de longen in elkaar zitten’, zegt Clevers. ‘En dat we daarna vlot medicijnen en therapieën ontwikkelen waarmee we longen kunnen repareren. Of eigenlijk: waarmee de longen zichzelf weer repareren.’

Hans Clevers, onderzoek, voorop in de strijd

Wie is Hans Clevers?

‘In 1978 onderzocht ik tijdens mijn studies geneeskunde en biologie voor het eerst of longblaasjes zichzelf konden repareren’, herinnert Hans Clevers (63) zich. ‘Dat mislukte toen. Logisch, want we wisten nog te weinig over DNA en stamcellen. Des te mooier dat we nu ineens zo’n grote sprong kunnen maken.’ Clevers is wereldberoemd om zijn stamcelonderzoek en mini-organen. Hij is nu hoogleraar aan het UMC Utrecht en hoofdonderzoeker van zijn eigen onderzoeksgroep aan het Hubrecht Instituut in Utrecht.