De moleculaire code voor de herprogrammering van huidcellen naar stamcellen is gekraakt. Uit stamcellen kunnen andere gespecialiseerde cellen groeien, zoals hartspier- of kraakbeencellen. Stamcellen worden nu nog uit het beenmerg of bloed van donors gehaald. Dat zou dankzij deze vondst overbodig zijn omdat je evengoed huidcellen kunt gebruiken.
Embryo’s zitten boordevol stamcellen en die zijn belangrijk voor veel nieuwe toepassingen in de medische wereld. Stamcellen zijn de bron (of ‘stam’) voor alle gespecialiseerde cellen in het menselijk lichaam. Ze hebben de unieke eigenschap dat ze zichzelf kunnen specialiseren tot bijvoorbeeld een hartcel, bloedcel of hersencel. Daarnaast kunnen stamcellen zich onbeperkt delen. Eén stamcel kan dus bijvoorbeeld zorgen voor de aanmaak van honderden hersencellen.
Er zijn verschillende typen stamcellen. Na de samensmelting van de menselijke zaadcel en de eicel spreken we van een zygote. Deze zygote, een mens in ontwikkeling, is een totipotente stamcel. Tijdens de embryonale ontwikkeling en groei van het kind specialiseren embryonale stamcellen zich meer en meer. Toch zijn er in volwassenen nog steeds stamcellen aanwezig, die in meer of mindere mate gespecialiseerd zijn. Die stamcellen noemen we adulte stamcellen. Onderzoekers zien grote kansen voor de toepassing van stamcellen.
Code gekraakt
“Ons team heeft de herprogrammering van huidcellen tot stamcellen op 21 tijdspunten in kaart gebracht (…) Daardoor hebben we nu voor iedere stap in het proces precies in beeld welke combinatie van genen, RNA en eiwitten een rol spelen. Ik denk dat je kunt stellen dat we hierdoor de herprogrammering van de cel hebben gekraakt.” zegt een van de onderzoekers, Albert Heck, hoogleraar Biomoleculaire Massaspectrometrie en Proteomics aan de Universiteit Utrecht.
Stamcellen worden al gebruikt voor de behandeling van leukemie. De stamcellen vormen dan een nieuw afweersysteem dat gezonde bloedcellen aanmaakt en uitgeroeide kwaadaardige cellen vervangt. Deze stamcellen worden nu nog gehaald uit het beenmerg of bloed van een donor.
In principe zouden stamcellen ook ingezet kunnen worden voor de behandeling van veel andere ziektes, omdat zij kunnen uitgroeien tot allerlei verschillende cellen. Je kunt daarbij denken aan de Ziekte van Parkinson (door beschadigde zenuwcellen in de hersenen te vervangen) of de reparatie van schade na een hartinfarct (door stamcellen te herprogrammeren tot hartspiercellen).
Verdere toepassingen
Naast het vervangen van zieke of beschadigde cellen, zien onderzoekers ook mogelijkheden om met stamcellen beschadigde organen te helen, zoals een nier of een lever. Ook wil men stamcelonderzoek gebruiken om medicijnen tegen kanker en erfelijke aandoeningen te ontwikkelen. Tot nu toe is het nog niet gelukt om zulke medicijnen te maken. Ook voor de ontwikkelingsbiologie zijn stamcellen belangrijk, omdat ze volgens de experts aangeboren afwijkingen en bepaalde erfelijke ziekten zouden kunnen verklaren. Een andere toepassing is de ontwikkeling van veilige medicijnen. Wetenschappers kunnen weefsel, dat speciaal met stamcellen is gekweekt, aan medicijnen blootstellen. Zo zijn ze in staat de veiligheid en werkzaamheid van deze middelen te testen zonder dat daarvoor mensen of dieren worden gebruikt.
Het bovenstaande is een selectie uit een artikel dat verscheen in Weet 8. Meer weten? Haal dan het nummer in de winkel of word abonnee!
Weet meer:
De onderzoeksuitkomsten van de gekraakte moleculaire code verschijnen in vijf publicaties: twee in Nature en drie in Nature Communications.
Zanjani, E.D. (2001). Hematopoietic stem cells. In: G. Miranda (red.), The stem cell dilemma. For the good of all human beings? Guilé Foundation Press, Boncourt 2001 (acta van een gelijknamig international congress aan de Pontificio Ateneo Regina Apostolorum in Rome, 13-14 november, 2001), 21-29
Coghlan, A. (2005). Cord blood yields ‘ethical’ embryonic stem cells. In: New Scientist d.d. 18 augustus 2005
Gore, A., Zhe, L., Fung, H-L, Young, J.E., Agarwal, S., Antosiewicz-Bourget, J., Canto, I., Giorgetti, A., Israel, M.A., Kiskinis,E. Lee, J-H, Loh, Y-H.,
Manos, P.D., Montserrat, N., Panopoulos, A.D., Ruiz, S., Wilbert, M.L., Yu, J., Kirkness, E.F., Belmonte, J.C.I., Rossi, D.J., Thomson, J.A., Eggan,
K., Daley, G.Q., Goldstein, L.S.B. et al. (2011). Somatic coding mutations in human induced pluripotent stem cells. Nature 471, 63-67
Hussein, S.M., Batada, N.N, Vuoristo, S., Ching, R.W., Autio, R., Narva, E., Ng, S., Sourour, M., Hamalainen, R., Olsson, C., Lundin, K., Mikkola, M.,
Trokovic, R., Peitz, M., Brustle, O., Bazett-Jones, D.P., Alitalo, K., Lahesmaa, R., Nagy, A. en Otonkoski, T. (2011). Copy number variation and selection during reprogramming to pluripotency. Nature 471, p. 58-62
Jochemsen, H., Garcia, E., Meir, A. en Harris, R. (2004). Human stem cells. Source of hope and of controversy : a study of the ethics of human stam cell research and the patenting of related inventions. Ede/Jerusalem: Prof. dr. G.A. Lindeboom Instituut/Business Ethics Center of Jerusalem
