Stamcellen die op een zachte ondergrond groeien ontwikkelen zich tot zenuwcellen (afb: Kiessling-lab)

Stamcellen blijken zich wat van hun omgeving aan te trekken. Dat was al geconstateerd door stamcellen in petrischaaltjes te ‘sturen’ met mengsel van chemicaliën en eiwitten, zodat ze zich ontwikkelen tot een van de ruim 200 verschillende cellen die ons lichaam telt. Nu blijkt uit Amerikaanse onderzoek dat stamcellen ook gevoelig zijn voor fysieke prikkels zoals de ondergrond waarop de stamcellen groeien. 

“Om bepaalde cellen te krijgen uit pluripotente stamcellen worden oplosbare groeifactoren gebruikt”, zegt onderzoekster Laura Kiessling. Uit eerder onderzoek was al naar voren gekomen dat de aard van het oppervlak waarop de cellen rusten invloed heeft op de richting van de ontwikkeling van deze stamcellen, maar daar is nooit verder onderzoek naar gedaan. Bij deze dus. In het lab werden stamcellen gekweekt in plastic petrischaaltjes die waren bedekt met een gel waarin zo’n 1800 verschillende eiwitten ‘huisden’. Er kunnen andere stoffen worden toegevoegd om de stamcellen de gewenste richting op te sturen, maar zelfs zonder chemicaliën of eiwitten ontwikkelen de stamcellen zich tot gespecialiseerde cellen op een ogenschijnlijk lukrake manier.
De onderzoekers, voornamelijk van de universiteit van Wisconsin-Madison, kwamen op het idee de invloed van de hardheid/stijfheid te testen van het oppervlak waarop de cellen zich bevinden op de ontwikkelingsrichting van de stamcellen. Kiessling: “Veel celtypes groeien op een oppervlak. Als de stamcel op bot terecht komt, dan heeft de omgeving bepaalde eigenschappen. Een stamcel reageert dan anders dan als die op zacht weefsel terecht komt zoals in de hersens.” De onderzoekers maakten ondergronden met diverse hardheden om de omstandigheden in spier-, lever- en hersenweefsel na te bootsen en onderzochten of dat, zonder oplosbare toevoegingen, de ontwikkelingsrichting van de stamcellen kon sturen. En ja hoor, bij een zachte ondergrond ontstonden zenuwcellen, een hardere ondergrond bevoordeelde de stamcelstatus. “We veranderden niks behalve de ondergrond van hard naar zacht. Alle cellen begonnen er uit te zien als neuronen. Ik was verbaasd over het effect.”
Bij een zachte ondergrond, zo denken de onderzoekers, zouden de mechanische eigenschappen daarvan effect hebben op een bepaald eiwit: YAP. YAP komt voor in de cel, maar ook in de celkern. Daar helpt het mee aan het sturen van de genactiviteit. Op een zachte ondergrond zou YAP niet in de kern voorkomen en dat zou leiden tot de ontwikkeling tot zenuwcellen.

Bron: Eurekalert