Pluripotente stamcellen: Hulpmiddelen voor de studie van ziekten bij de mens
13-09-2012
Wanneer mensen aan onderzoek met pluripotente stamcellen denken, stellen ze zich vaak een wereld voor gevuld met weefsels en organen gemaakt op vraag. Terwijl weefsel- of orgaanvervangende therapie een lovenswaardig streven is, zijn er andere essentiële rollen voor stamcellen in medisch onderzoek.
De bepaling van de onderliggende moleculaire bronnen voor ziekten bij de mens, vereist een ethisch en hanteerbaar modelsysteem. Veel dierlijke modellen, gebruikt om te voorkomen dat er menselijke experimenten gedaan worden, kunnen gewoon niet getrouw de ziekten bij de mens recapituleren. Inzicht in de moleculaire oorsprong van de ziekte is cruciaal voor de tijdige ontwikkeling van doeltreffende behandelingen.
Twee belangrijke vorderingen op wetenschappelijk gebied hebben de deur geopend naar pluripotente stamcellen als modellen van ziekten bij de mens:
De opkomst van de genetische diagnose voor implantatie (PGD), waardoor paren, bekend als dragers van verwoestende ziekte-allelen (bijvoorbeeld van Amyotrofische Laterale Sclerose), kunnen gebruik maken van in vitro bevruchting in combinatie met genetische screening om embryo's met DNA-mutaties vast te stellen. Deze paren kunnen kiezen om embryo's met een hoog risico op het ontwikkelen van de ziekte, nooit gebruikt voor het genereren van een zwangerschap, te doneren, voor ontwikkeling van ziektespecifieke, menselijke embryonale stamcel (hESC) lijnen1.
Shinya Yamanaka en collega 's2 ontdekte dat door over-expressie van slechts vier genen (Oct3/4, Sox2, c-Myc, en Klf4) terminaal gedifferentieerde fibroblasten (huidcellen) kunnen wijzigen in cellen die zich bijna identiek gedragen als hESC in cultuur (Takahashi en Yamanaka, 2006). Deze monumentale ontdekking maakte de ontwikkeling van ziektespecifieke geïnduceerde pluripotente stamcel (iPS) lijn mogelijk van elke patiënt die bereid is om een huid biopsie te doneren.
Deze tweevoudige vooruitgang met pluripotente stamcellen laten toe dat mensen die genetische dragers zijn of andere zieke patiënten een alternatieve manier hebben om actief deel te nemen in het vinden van een behandeling voor hun ziekte.
Gewapend met menselijke ziektedragende pluripotente stamcellen, kunnen wetenschappers nu aandoeningen vanaf de vroegste stadia van embryonale ontwikkeling recapituleren. Een kritisch aspect van deze modellen is celgroei in drie dimensies (3D). hES en iPS cellen kunnen bijvoorbeeld embryoid organen (EBs) vormen, die 3D clusters van cellen zijn die alle drie de lagen van de kiemplaat (endoderm, ectoderm, mesoderm) gevonden in het embryo vormen. Kiemplaat differentiatie, die een embryo van een platte laag van cellen naar een 3D-structuur brengt, is een essentiële stap tot orgaanvorming. Met behulp van 3D-technieken zoals EB cultuur in de Perfecta3D®, kunnen onderzoekers gegevens over embryonale stappen genereren, terwijl ze vermijden wat velen beschouwen als ethisch onaanvaardbaar: het creëren van menselijke embryo's voor experimenten.
Samen zijn de menselijke pluripotente stamcellen en de 3D cultuur uitgegroeid tot een krachtig instrument voor de bestrijding van de meest uitdagende ziekten bij de mens!
Vertaling: ALS Liga: Anne
Bron: 3D Biometrix
Onderzoek naar skeletspier - Klik hier
Concrete toepassing zebravis model - Klik hier
Stamcellen als instrument - Klik hier
