Kunstmatig gekleurde endotheelcellen onder een microscoop. De kern is blauw, het celskelet groen, de actinedraden rood (foto: Wikicommon)
Onderzoekers van het Weill-instituut van de Cornell-universiteit in Ithaca (New York) speculeren over de mogelijkheid dat endotheelcellen (het endotheel is de wand van bloedvaten), ingespoten in de bloedvaten, zieke of beschadigde organen zouden kunnen herstellen. Daarmee zou orgaandonatie op den duur overbodig kunnen worden en zou een einde komen aan de moeizame zoektocht naar orgaandonors.
Recente studies, verschenen in het bladen als Stem Cell Journal en Developmental Cell, laten zien dat die bloedvatcellen een groot vermogen hebben om het herstel van orgaanweefsel op gang te brengen door ter plekke bepaalde orgaanspecifieke biomoleculen af te leveren. Door het hele scala aan actieve genen in de endotheelcellen te decoderen, ontdekten de Weill-onderzoekers honderden bekende genen, die niet te maken hadden met het functioneren van die cellen. Ook vonden ze dat organen de structuur en functie van hun eigen bloedvaten bepalen, inclusief de reparatiemoleculen die ze aanmaken. De endotheelcellen werken dus samen met het orgaan om schade te herstellen.
Hoe komt het dan dat toch vrij vaak organen na te zijn beschadigd nooit meer in goede doen komen? Met zo’n herstelsysteem hebben we toch geen donororganen nodig? Als een orgaan beschadigd wordt, is het mogelijk dat die herstelfunctie gestoord is, doordat de bloedvaten zelf zijn beschadigd, stelt Shahin Rafii, een van de onderzoekers. “Het lijkt er op dat het inspuiten van gemodificeerde endotheelcellen dat herstellend vermogen van het orgaan weer op peil brengt.” Dit werk zou, samen met de eerste moleculaire atlas voor orgaanspecifieke bloedvatcellen (gepubliceerd in Developmental Cell), volgens Rafii belangrijke therapeutische konsekwenties kunnen hebben. “Tot nu toe werd steeds gedacht dat bloedvatcellen overal hetzelfde zijn en dat ze dienden voor de voorziening van zuurstof en voeding, maar ze zijn behoorlijk verschillend.”
De onderzoekers onderzochten negen verschillende weefsels in gezonde toestand, maar ook cellen van een beschadigde lever en beschadigd beenmerg. Ze verzamelden endotheelcellen en maakten een ‘opname’ van de actieve genen. Daaruit kwam naar voren dat in die cellen genen actief zijn die coderen voor weefselspecifieke groeifactoren, lijmmoleculen en biomoleculen die de stofwisseling sturen. “We wisten dat die genen cruciaal zijn voor de gezondheid van het weefsel, maar we wisten voorheen niet dat ze van de endotheelcellen afkomstig waren”, zegt mede-onderzoeker Daniel Nolan. Het genezingsproces in lever en beenmerg bleek dan ook vrij afwijkend te zijn. Bloedvaten in organen verschillen van elkaar doordat ze aan andere eisen moeten voldoen met betrekking tot stofwisseling, afweer enzovoorts.
De vraag is hoe die cellen zich aanpassen aan het orgaan. Zouden ‘onrijpe’ endotheelcellen dat kunnen ‘leren’? Om dat te onderzoeken ontwikkelden de onderzoekers uit embryonale stamcellen endotheelcellen en inderdaad bleek in muisproeven dat die functioneel en transplanteerbaar zijn en gevoelig voor signalen uit de omgeving. Dergelijke cellen blijken dus bruikbaar voor het herstel van organen. Deze klaaromtegebruiken-cellen zouden simpelweg in het lab aangemaakt kunnen worden en kunnen worden bewaard. Die cellen functioneren in de lever van een muis net zo als de eigen leverendotheelcellen en dat is m.m. net als bij de nieren. Overigens kunnen de endotheelcellen ook worden ontwikkeld uit de ethisch minder belaste pluripotente stamcellen, die dan nog eens het voordeel hebben dat ze voor het eigen afweersysteem van de patiënt ‘onverdacht’ zijn.
Voorlopig is het nog niet zo ver dat de techniek op mensen kan worden toegepast, ook niet in klinische proeven. Daarvoor is nog aanvullend preklinisch onderzoek nodig, maar Rafii ziet grote mogelijkheden in de endotheelcelbehandeling. “Die zou ook toegepast kunnen worden om tumorgroei te blokkeren, door ze te ‘laden’ met voor de tumorcel giftige stoffen. Endotheelcellen zouden biologische kruisraketten kunnen worden om op allerlei plaatsen in aangetaste organen het heilzame werk te kunnen doen. We zijn nog maar net begonnen.”
Bron: Eurekalert