Stamcellen afkomstig van embryo’s kunnen uitgroeien tot elk mogelijk celtype uit het menselijk lichaam. Hoe ze beslissen of ze uitgroeien tot bijvoorbeeld een nier- of een hartcel was tot voor kort niet helemaal duidelijk. Een internationale onderzoeksgroep brengt daar nu verandering in. Ze hebben voor het eerst het keuzeproces van stamcellen in detail in kaart gebracht. Hun resultaten verschenen 23 oktober in Nature Communications.
Embryonale stamcellen komen uit een heel vroeg stadium van embryo’s en worden in het lab verder gekweekt. Deze stamcellen hebben een bijzondere eigenschap: ze kunnen uitgroeien tot elk mogelijk celtype. Dat biedt mogelijkheden voor medische toepassingen. Zo zou je een kluitje niercellen kunnen kweken om te testen of je medicatie niet giftig is voor de nieren. Ook zou je er gezond weefsel mee kunnen kweken dat ziek weefsel in het lichaam vervangt, zonder dat je de complexe bijwerkingen hebt van donororganen.
Signaalstof
‘Voordat we zover zijn, is er een probleem dat we op moeten lossen’, vertelt Stefan Semrau, een van de betrokken onderzoekers van de Universiteit Leiden. ‘Nu is het nog erg lastig om uit stamcellen precies één celtype te maken.’ Om een stamcel zover te krijgen dat hij in een ander celtype verandert, heb je een signaalstof nodig. Dat stofje zet de cel aan tot verandering. Maar niet alle stamcellen reageren hetzelfde. Soms veranderen de meeste bijvoorbeeld in niercellen, maar zitten er ook een paar levercellen tussen. Daar heb je niets aan als je een medicijn voor de nieren wil testen.
‘Bij mannen ruikt het meer naar kaas, bij vrouwen naar ui’: verrassende verhalen over microben
Ze zitten op je neus, op je bord, in je darmen, onder je voeten. Te klein om met het blote oog te zien, met oneindig veel en ...
De onderzoekers willen begrijpen hoe een stamcel kiest waarin hij verandert, zodat ze dit proces kunnen sturen. Hiervoor keken ze naar embryonale stamcellen van muizen die in contact waren gebracht met de signaalstof retinezuur, dat afkomstig is van vitamine A. ‘We weten dat stamcellen verschillend reageren op retinezuur’, zegt Semrau. ‘En juist die verschillen wilden we bestuderen.’
RNA als vingerafdruk
Om het keuzeproces precies te volgen, gebruikten ze single-cell RNA-sequencing, iets dat pas een paar jaar mogelijk is. Daarmee kun je per cel meten hoeveel en welk RNA erin zit. ‘Het RNA is een soort vingerafdruk van het celtype. Aan de hand daarvan zagen we wanneer stamcellen veranderden’, vertelt Semrau.
Met behulp van deze methode ontdekten de onderzoekers onder andere dat de stamcellen eerst in de war raken, voordat ze veranderen in een bepaald celtype. Semrau: ‘Ze verliezen dan hun identiteit als stamcel, maar zijn nog niet herkenbaar als ander celtype.’ In deze fase bleken de onderzoekers nog invloed te kunnen uitoefenen op de keuze van de cel. Dit soort bevindingen kunnen helpen om stamcelonderzoek beschikbaar te maken voor medische toepassingen.
Mis niet langer het laatste wetenschapsnieuws en meld je nu gratis aan voor de nieuwsbrief van New Scientist.
Lees verder: