Vet, bot of kraakbeen?

Vet, bot of kraakbeen?

Tot welk type cel een stamcel zal uitgroeien? Het is niet langer gissen: de mechanische trekjes van de stamcel verklappen zijn eindbestemming blijkt uit Amerikaans onderzoek. Dit inzicht kan leiden tot een filter waarmee de benodigde cellen voor stamceltherapie makkelijk uit een stukje weefsel gehaald kunnen worden.

Veel organen, waarschijnlijk allemaal, bevatten stamcellen die kunnen uitgroeien tot de verschillende celtypen waaruit het orgaan is opgebouwd. Zulke stamcellen worden al jaren toegepast bij de behandeling van ziekten zoals leukemie. Maar het is een hele opgave om genoeg bruikbare cellen voor stamceltransplantatie te vinden die kunnen uitgroeien tot het gewenste weefsel. Vaak zijn de stamcellen namelijk al begonnen zich om te vormen waardoor ze nog maar één celtype kunnen worden. Hoe pik je de cellen eruit die je moet hebben?

Amerikaanse stamcelonderzoekers van de Brown Universiteit hebben nu een manier gevonden om te voorspellen of stamcellen uit vetweefsel een bot-, vet- of kraakbeencel worden. Het blijkt dat mechanische kenmerken zoals stijfheid en grootte de eind bestemming van een stamcel kunnen verraden. En op zulke kenmerken valt te selecteren schrijven de onderzoekers deze week in het tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences.

Atoomkracht

De wetenschappers kwamen tot hun ontdekking door menselijke stamcellen uit vetweefsel te porren met een atoomkrachtmicroscoop: een mechanische microscoop die met behulp van een naaldje en een hefboompje het celoppervlak aftast en uitbeeldt. Uit de metingen werd duidelijk dat de stamcellen onderling erg verschilden in stijfheid, grootte en stroperigheid. En wat bleek? De stijfste stamcellen hadden de neiging bot te worden, de grootste en zachtste werden vet, en de stamcellen die vooral stroperig waren eindigden vaak als kraakbeen.

De stamcellen lijken bovendien goed te sorteren op basis van hun mechaniek, bleek uit computersimulaties. En dat is goed nieuws, want het selecteren van stamcellen met de huidige methode – waarbij ze herkend worden aan een eiwit op het celoppervlak – levert maar weinig bruikbare cellen op. Dat komt omdat het betreffende eiwit ook wel op andere celtypen in vetweefsel wordt gevonden. Het computermodel berekende dat selectie op mechanische kenmerken meer bruikbare cellen oplevert dan volgens de eiwitmethode.

Botbreuk

Dus als onderzoekers in vetweefsel bijvoorbeeld op zoek zijn naar cellen om bot te maken, kunnen ze de cellen sorteren op een bepaalde mate van stijfheid. Stel je eens voor: dan kan een chirurg tijdens het opereren van een patiënt met een lelijke botbreuk wat vet afnemen. Dat vet haalt hij door een filter. Vervolgens kan hij meteen een hoge concentratie bot-makende stamcellen in de wond spuiten tijdens dezelfde operatie om de genezing te versnellen.

Maar chirurgen zullen die enorme atoomkrachtmicroscopen niet mee de operatiekamer in slepen: die werken te langzaam om binnen korte tijd genoeg goede cellen te vinden. Voor de ontdekking is daarom eerst een praktische uitvoering nodig, wat het volgende project is van de onderzoekers. Of zoals ze het zelf verwoorden: het idee begint vorm aan te nemen, net als een stamcel strevend om vet, bot of kraakbeen te worden.

Bron

Rafael D. González-Cruz e.a. Cellular mechanical properties reflect the differentiation potential of adipose-derived mesenchymal stem cells. Proceedings of the National Academy of Sciences. Online publicatie 21 mei 2012

Dit nieuwsbericht verscheen 22 mei 2010 op Kennislink

Reageer