Hoe het lichaam Controls Stamcellen, welke factoren bepalen stamcel differentiatie?

Stamcellen zijn niet gespecialiseerde cellen die in elk type cel kan ontwikkelen in het menselijk lichaam. Tot dusver, echter, wetenschappers slechts gedeeltelijk te begrijpen hoe het lichaam regelt het lot van deze allrounders, en welke factoren bepalen of een stamcel zal onderscheiden, bijvoorbeeld, in bloed, lever of zenuwcel.

Onderzoekers van de Luxemburgse Center for Systems biogeneeskunde (LCSB) van de Universiteit van Luxemburg en een internationaal team zijn inmiddels geïdentificeerd een ingenieus mechanisme waarmee het lichaam orkestreert de regeneratie van rode en witte bloedcellen uit stamcellen. “Deze bevinding kan ons helpen om stamceltherapie in de toekomst te verbeteren,”Zegt Dr. Alexander Groepen, hoofd van de integratieve Cell Signaling groep LCSB. De LCSB team heeft zijn resultaten in het wetenschappelijke tijdschrift gepubliceerd PLoS Biology.

Hoewel alle cellen in een organisme hebben dezelfde genetische blauwdruk - hetzelfde DNA - Ze zijn ten dele bloed of botcellen, bijvoorbeeld, terwijl anderen werken als zenuw- of huidcellen. Onderzoekers al begrijpt heel goed hoe individuele cellen werken. Maar hoe een organisme in staat is om een ​​dergelijke verscheidenheid van cellen maken op basis van dezelfde genetische sjabloon en hoe het erin slaagt om ze te verplaatsen naar de plaats waar ze nodig zijn in het lichaam is nog grotendeels onbekend.

Om meer informatie over dit proces, Alexander Skupin en zijn team behandelde bloed stamcellen van muizen met groeihormonen en vervolgens nauwlettend gadegeslagen hoe deze stamcellen gedragen tijdens hun differentiatie in witte of rode bloedcellen.

De onderzoekers vastgesteld dat de transformatie van de cellen niet voorkomt in lineaire, doelgericht, maar meer opportunistisch. Elke voorlopercellen cel zich aanpast aan de behoeften van haar omgeving en integreert zich in het lichaam waar de nieuwe cellen nodig zijn. "Zo, het is niet alsof de cel neemt een ticket aan het begin van de differentiatie en reist vervolgens rechtstreeks naar de plaats van bestemming. Liever, het wordt vaak uit te zetten om rond te kijken en te zien welke lijn het beste is te nemen,”Alexander Skupin legt.

Opportunistische stamcellen
Door deze slimme mechanisme, een meercellig organisme kan de hergroei van nieuwe cellen aan te passen aan de huidige behoeften. “Voordat stamcellen differentiëren eens en voor altijd, ze voor het eerst verliezen hun stamcel karakter en controleer, als het ware, welke cellijn is op dit moment in de vraag. Alleen dan hebben ze zich ontwikkelen tot het celtype dat het beste past bij hun kenmerken en die heerst in hun omgeving,”Alexander Skupin zegt. De onderzoeker vergelijkt deze stap om een ​​spelletje roulette, waarbij de verschillende celtypen kunnen worden beschouwd als de verschillend genummerde sleuven in de roulette wiel dat de bal te vangen. “Wanneer de cellen verliezen hun stamcel karakter, ze zijn quasi geworpen in het roulettewiel, waar ze voor het eerst rond stuiteren doelloos. net als de roulette bal vallen in een genummerde slot - - Pas als ze de juiste omgeving hebben de cellen vervolgens laten vallen in die niche hebben gevonden. en differentiëren definitief”Op deze manier, het lichaam kan zijn celregeneratie orkestreren en tegelijkertijd voorkomen dat stamcellen van een te vroeg verkeerd gericht. “Zelfs als een cel neemt een verkeerde afslag, het is uiteindelijk weer opgelost als de kenmerken zijn ongeschikt voor de niche, of slot, hij is geland in,”Zegt Skupin.

Met hun studie, Alexander Skupin en zijn team hebben aangetoond voor de eerste keer dat een voorlopercellen cel lot niet duidelijk is vooraf bepaald en volgt geen rechte lijn. “Deze observatie tegenspraak met de huidige leer die stamcellen worden geprogrammeerd om een ​​bepaalde lijn volgen vanaf het begin,”Alexander Skupin zegt. De onderzoeker is bovendien van overtuigd dat de processen vergelijkbaar voor andere voorlopercellen. "In het labortorium, We hebben dezelfde differentiatiepatroon waargenomen in zogenaamde iPS cellen, of geïnduceerde pluripotente stamcellen, die kan transformeren in veel verschillende soorten cellen.”

Nieuwe mogelijkheden voor therapie
Deze kennis kan helpen de onderzoekers om de effectiviteit van therapieën in de toekomst te verbeteren. Stamceltherapie omvat het toedienen van een patiënt zijn of stamcellen haar eigen lichaam in om andere cellen die als gevolg van een aandoening zijn gestorven, zoals de ziekte van Parkinson te vervangen. Hoewel deze veelbelovende behandelmethode is intensief onderzocht gedurende vele jaren, Er is tot nu toe slechts beperkt succes in praktijk endogene stamceltherapie. Het is ook zeer controversieel, omdat het vaak gepaard gaat met ernstige bijwerkingen en het kan niet worden uitgesloten dat sommige cellen zou kunnen ontaarden en leiden tot kanker. “Omdat we nu een beter begrip van hoe het lichaam van invloed op de richting waarin stamcellen differentiëren, kunnen we hopelijk beheersen dit proces in de toekomst beter,”Alexander Skupin concludeert.

Bron: www.laboratoryequipment.com, Universiteit van Luxemburg