Embryonale stamcellen kunnen elk celtype van het lichaam maken. Naarmate deze stamcellen zich in een bepaalde richting specialiseren, raken zij biologisch steeds verder geïsoleerd. Daardoor kan een gespecialiseerde lichaamscel niet meer zomaar veranderen in een ander celtype. Tenminste, dat dachten wetenschappers ruim tien jaar geleden. In 1997 begon dit idee langzaam te veranderen dankzij schaap Dolly, dat gekloond werd uit een volwassen lichaamscel. Blijkbaar kunnen gespecialiseerde cellen zich onder bepaalde omstandigheden toch gedragen als embryonale stamcellen.
In 2007 lukte het wetenschappers voor het eerst om menselijke huidcellen te veranderen in stamcellen door ze te infecteren met vier verschillende transcriptiefactoren. Daarmee werd duidelijk dat gespecialiseerde cellen hun ontwikkeling ‘terug kunnen draaien’. Vanuit het stamcelstadium is het bovendien mogelijk om van de huidcellen een heel ander celtype te maken. Nog een jaar later bleken volwassen pancreascellen in de muis, met behulp van drie transcriptiefactoren, te kunnen veranderen in een ander type pancreascellen. Daarmee ontstond de vraag of het tussenstadium van stamcellen eigenlijk wel nodig is om cellen aan te passen.
Snel en efficiënt
Nieuw onderzoek, dat deze week verschijnt in vakblad Nature, beantwoordt die vraag. Amerikaanse wetenschappers probeerden huidcellen van muizen direct om te zetten in zenuwcellen. Daartoe identificeerden zij de drie belangrijkste transcriptiefactoren die een rol spelen in (de ontwikkeling van) zenuwcellen. Via een virus werden deze factoren ingebracht bij huidcellen van muizenembryo’s en volwassen muizen. Binnen een week veranderde twintig procent van alle huidcellen daadwerkelijk in zenuwcellen. Deze korte tijdsduur en relatief hoge efficiëntie heeft de Amerikanen verrast. Met een stamcel als tussenstadium kan de verandering van huidcel naar zenuwcel weken duren. Dit komt onder meer doordat slechts één tot twee procent van de huidcellen, na behandeling met transcriptiefactoren, een goed werkende stamcel wordt.
De directe verandering van huidcel naar zenuwcel is dus geslaagd. De zenuwcellen die in het experiment ontstonden zijn zelfs volledig functioneel. Zij produceren verschillende eiwitten die ook door een gewone zenuwcel worden aanmaakt, maken verbindingen met elkaar en kunnen communiceren met andere zenuwcellen. De wetenschappers willen hun experiment zo snel mogelijk herhalen met menselijke cellen. Als dat ook werkt, is het in de toekomst wellicht mogelijk om ziekten als Parkinson te behandelen met zenuwcellen die gekweekt worden uit huidcellen van de patiënt.
Bronnen
Direct conversion of fibroblasts to functional neurons by defined factors (Thomas Vierbuchen e.a.), Nature, 28 januari 2010
Zie ook
Nieuwe poot zonder alleskunners (Kennislinkartikel) Muis geboren uit niet-embryonale stamcel (Kennislinkartikel)