Menselijke huidcellen rechtstreeks omgezet naar motorneuronen

Samenvatting:

Wetenschappers hebben huidcellen van gezonde volwassenen rechtstreeks omgezet naar motorneuronen, zonder een stamcelstadium te doorlopen. De techniek maakt het mogelijk motorneuronen van het menselijke centrale zenuwstelsel te bestuderen in het laboratorium. In tegenstelling tot de bestudeerde muizenmotorneuronen zouden menselijke motorneuronen die worden gekweekt in het labo een nieuw instrument vormen, aangezien onderzoekers geen stalen van de neuronen kunnen nemen bij levende mensen, maar wel gemakkelijk huidstalen kunnen nemen.

Wetenschappers die nieuwe behandelingen proberen te ontwikkelen voor neurodegeneratieve ziektes zijn altijd al geconfronteerd geweest met de onmogelijkheid om menselijke motorneuronen te kweken in het labo. Motorneuronen regelen spiersamentrekkingen en als ze beschadigd worden, leidt dat tot slopende ziektes zoals amyotrofische laterale sclerose en spinaal-musculaire atrofie, die beide uiteindelijk verlamming en een voortijdige dood tot gevolg hebben. (ingekorte versie)

In een nieuw onderzoek hebben wetenschappers aan de Medische School van de Washington-universiteit in St.-Louis huidcellen van gezonde volwassenen rechtstreeks omgezet naar motorneuronen, zonder het stamcelstadium te doorlopen.

De techniek maakt het mogelijk motorneuronen van het menselijke centrale zenuwstelsel in het labo te bestuderen. In tegenstelling tot muizenmotorneuronen, die meestal worden bestudeerd, kunnen menselijke motorneuronen die worden gekweekt in het labo een nieuw instrument vormen, aangezien onderzoekers geen stalen van deze neuronen kunnen nemen bij levende mensen, maar wel gemakkelijk huidstalen kunnen verkrijgen.

De studie werd op 7 september gepubliceerd in het tijdschrift Cell Stem Cell (Cel-Stamcel).

Dankzij het omzeilen van de stamcelfase worden ethische kwesties vermeden die zich voordoen als men zogenoemde pluripotente stamcellen produceert, want die gelijken op embryonale stamcellen in hun vermogen om uit te groeien tot alle mogelijke volwassen celtypes. Belangrijk daarbij is dat door het omzeilen van het stamcelstadium de resulterende motorneuronen de leeftijd behouden van de oorspronkelijke huidcellen en bijgevolg de leeftijd van de patiënt. De chronologische leeftijd van deze cellen behouden, is cruciaal bij het bestuderen van neurodegeneratieve ziektes die zich op verschillende leeftijden ontwikkelen en over een periode van tientallen jaren verslechteren.

"Voor deze studie gebruikten we alleen huidcellen van gezonde volwassenen tussen 20 en 60 jaar", zegt hoofdauteur Andrew S. Yoo, PhD, assistent-professor Ontwikkelingsbiologie. "Ons onderzoek onthulde hoe kleine RNA-moleculen kunnen samenwerken met andere celsignalen die transcriptiefactoren worden genoemd om specifieke types van neuronen te genereren, in dit geval motorneuronen. In de toekomst zouden we de huidcellen willen bestuderen van patiënten met motorneuronaandoeningen. Ons omzettingsproces zou een model moeten opleveren van lateaanvangsaspecten van de ziekte met behulp van neuronen die werden verkregen bij patiënten met de aandoening."

"Teruggaan via een pluripotentestamcelfase is een beetje zoals een huis afbreken om het dan weer volledig op te bouwen", aldus Yoo. "Wij doen eerder aan een soort renovatie. We veranderen het interieur maar behouden de originele structuur, die de kenmerken behoudt van de ouder wordende volwassen neuronen die we willen bestuderen."

Dat wetenschappers menselijke huidcellen kunnen omzetten naar andere celtypes zoals neuronen heeft het potentieel om tot een beter begrip te komen van een ziekte en om nieuwe manieren te vinden om beschadigd weefsel en beschadigde organen te genezen, een discipline die regeneratieve geneeskunde wordt genoemd.

In de nieuwe studie zeggen de onderzoekers dat de omgezette motorneuronen gunstig afstaken tegen normale muizenmotorneuronen in termen van de genen die aan- en afgeschakeld worden en hoe ze functioneren. De wetenschappers zijn echter niet zeker dat deze cellen perfecte tegenhangers zijn van authentieke menselijke motorneuronen, omdat het moeilijk is om stalen van gekweekte motorneuronen te verkrijgen bij volwassen individuen. Er zijn nog meer studies nodig van neuronenstalen die werden gedoneerd door patiënten na hun overlijden om vast stellen hoe precies deze cellen authentieke motorneuronen nabootsen.

Vertaling: Bart De Becker

Bron: ScienceDaily