Nieuwe criteria brengen stamcelonderzoek een stap dichter bij lang nagestreefd doel

    -     English
Fluorescentiebeeld van muizenembryo’s en genexpressie | © Eszter Posfai en

Fluorescentiebeeld van muizenembryo’s en genexpressie | © Eszter Posfai en Janet Rossant†

Stamcellen creŽren die de basis kunnen vormen voor eender welk celtype in het prille embryo ťn ondersteunende structuren zoals de placenta: sommigen noemen het ’de heilige graal’ van het stamcelonderzoek. Een internationaal onderzoeksteam stelt nieuwe criteria voor om te evalueren of een muizenstamcellijn deze felbegeerde eigenschap bezit die ’totipotentie’ wordt genoemd.

Muizenstamcellen in totipotente toestand vermenigvuldigen in het labo: stamcelonderzoekers van over de hele wereld proberen het al jaren, zegt professor Vincent Pasque van het Stamcelinstituut en het Departement Ontwikkeling en Regeneratie aan de KU Leuven. "Bij een foetus die zich normaal ontwikkelt, zie je totipotentie normaal gezien alleen tijdens de eerste paar celdelingen van het embryo; daarna gaat de eigenschap snel verloren. Stamcellen verkrijgen in die totipotente staat is heel moeilijk.†Maar als je ze met succes kan creŽren, zou zo’n stamcellijn een grote stap vooruit zijn voor het onderzoek naar regeneratieve geneeskunde." †

Onderzoekers zijn al in staat om muizenstamcellijnen te maken in een pluripotente staat, die elk celtype van een embryo kunnen creŽren - maar niet de ondersteunende placentastructuren. Wetenschappers kunnen ook al stamcellen isoleren die de basis kunnen vormen voor alle celtypes van de placenta, maar niet voor andere embryocellen. De creatie van stamcellen met totipotentie, die kunnen bijdragen aan zowel het embryo als de placenta, is nog buiten bereik gebleven. Vincent Pasque: "Stamcellen met totipotentie isoleren is op dit moment een belangrijk doel in ons vakgebied, en stamcelbiologen hadden betere manieren nodig om totipotentie te beoordelen."††

Checklist voor veelbelovende kandidaten† †

Samen met doctorandus Adrian Janiszewski en andere collega’s van KU Leuven, het Hospital for SickKids in Canada en het Karolinska Institutet in Zweden werkte Vincent Pasque criteria uit om te beoordelen of een muisstamcellenlijn echte totipotentie vertoont. "Ik ben blij dat we de KU Leuven-expertise in single-cell technologie en in stamcelen ontwikkelingsbiologie hebben kunnen samenleggen met die van Karolinska en SickKids", zegt Vincent Pasque.

Het internationale team besloot de krachten te bundelen vanuit een gedeelde scepsis over eerder gepubliceerd onderzoek over stamcellen met totipotente eigenschappen. Samen genereerden ze nieuwe data en namen ze bestaande data opnieuw onder de loep. Het team bepaalde drie criteria waaraan een muizenstamcellijn moet voldoen om totipotent te zijn:

  • De genetische activiteit van de cellen moet dichter liggen bij die van een pril embryo dan van pluripotente stamcellen.†
  • In een kunstmatige omgeving moeten de cellen gemakkelijk kunnen transformeren in placenta-stamcellen of in een vroeg-embryo-achtige structuur.†
  • Het belangrijkste criterium is dat de cellen moeten kunnen bijdragen aan zowel de placenta als aan de foetus als ze worden teruggeplaatst in een vroeg embryo.
  • Zoektocht nog niet afgelopen

    Het team testte twee verschillende muizenstamcellijnen die als potentieel totipotent waren gerapporteerd en beoordeelde deze aan de hand van de nieuwe criteria. Hoewel beide lijnen enige verschillen in genexpressie vertoonden ten opzichte van pluripotente stamcellen, leken ze niet op totipotente vroege embryocellen en maakten ze bepaalde functionele cellen in de placenta niet aan.

    "De zoektocht naar een totipotente stamcel is dus nog niet voorbij, en daarom gaan we onze labo’s op zoek naar betere manieren om deze celtypes vast te krijgen",†zegt Dr. Eszter Posfai. "We hebben nu wel duidelijke criteria om nieuwe cellijnen te evalueren, en alle toekomstige publicaties zullen rekening moeten houden met die criteria." †

    Naast het vaststellen van de criteria†ontwikkelde het team ook een uitgebreide analyse van de genexpressie en regulering op celniveau voor embryo’s en verschillende pluripotente stamcellijnen. "Single-cell technologieŽn transformeren ons vermogen om embryo’s en stamcellen te begrijpen", zegt doctorandus Adrian Janiszewski (KU Leuven). "We hebben referentiedatasets en -codes online beschikbaar gemaakt als hulpbron van onschatbare waarde voor verder onderzoek."

    "Nu kunnen we de genregulatie bestuderen met atlassen van duizenden individuele cellen, waardoor we kunnen bepalen hoe genregulerende netwerken de celidentiteit, de embryo-ontwikkeling en de staat van stamcellen controleren", voegt Pasque toe. "De fundamentele kennis over de criteria om de totipotentie van stamcellen in muizen te evalueren zou ook kunnen helpen om menselijke totipotente stamcellen te creŽren door gedifferentieerde patiŽntencellen te herprogrammeren. Menselijke totipotente stamcellen zullen zeer belangrijk zijn om de mechanismen achter de ontwikkeling van embryo’s en placenta’s te begrijpen. En zodra we deze mechanismen beter begrijpen, kunnen we proberen deze kennis toe te passen om betere therapieŽn te vinden in de regeneratieve geneeskunde".†

    Meer informatie†

    De studie "Evaluating totipotency using criteria of increasing stringency" van Eszter Posfai, John Schell, Adrian Janissewski, Vincent Pasque, Fredrik Lanner, Janet Rossant et al. werd gepubliceerd (doi: 10.1038/s41556-020-00609-2).†

    Dit onderzoek werd gefinancierd door Canadian Institutes of Health Research, Genome Canada, Ontario Genomics, Programme de bourses de chercheur-boursier FRQS Junior 1, Swedish Research Council, Ragnar SŲderberg Foundation, Ming Wai Lau Center for Reparative Medicine, Center for Innovative Medicine, Wallenberg Academy Fellow, Natural Sciences and Engineering Research Council, FWO Vlaanderen, het KU Leuven Onderzoeksfonds en SickKids Foundation.


    This site uses cookies and analysis tools to improve the usability of the site. More information. |