In den beginne waren er NANOG en GATA… (afb: Schröter et. al.)

Het blijft magistraal dat het leven van een organisme begint met een cel. Die deelt zich enzovoort. In een paar weken, beetje afhankelijk van de soort, is er dan een vrucht ontstaan met al sterk verschillende cellen. Hoe is het mogelijk dat een stel in aanvang volkomen identieke cellen zich zo ontwikkelt tot een organisme (embryo) met diverse verschillende cellen? Dat is geen louter toeval maar mede een gevolg van communicatie tussen cellen, maakten onderzoekers aannemelijk.
Stamcellen zijn alleskunners. Ze kunnen zich tot elk type cel in een organisme ontwikkelen. Mensen zijn opgebouwd uit zo’n tweehonderd verschillende cellen. Als een stamcel eenmaal ‘gekozen’ heeft om een bepaalde cel te worden, dan is er geen weg terug meer. Het uiteindelijke product, een orgaan of weefsel, ziet er altijd vrijwel hetzelfde uit en bestaan uit dezelfde celtypen. Hoe weten cellen wat ze moeten worden?

De regisseurs van die ontwikkelingstocht zijn de transcriptiefactoren zoals NANOG en GATA die allebei van de aanvang aanwezig zijn in de embryostamcellen. Dat verandert al snel. Sommige cellen bevatten alleen nog NANOG en voorlopercellen van de vruchtblaas alleen maar GATA. Tot nu toe werd gedacht dat die verdeling louter op toeval berustte.
In een theoretisch artikel kwamen Aneta Koseska en Christian Schröter van het Duitse Max Planckinstituut met het idee dat die ontwikkeling wel degelijk geordend is. Nu laten Schröter en collega’s zien dat dat idee niet zo maar uit de lucht gegrepen is. Uitgaand van stamcellen in een reageerbuis toonden de onderzoekers aan dat het lot van een cel niet (alleen) toeval is, maar mede een gevolg van de communicatie tussen de cellen.
De onderzoekers rommelden met de NANOG/GATA-dobbelsteen door meer cellen met GATA te ‘vullen’. Het lukte de onderzoekers toch niet om het aantal vruchtblaascellen te beïnvloeden. De verdeling tussen de twee typen cellen bleef gelijk. Dus moet het ‘lot’ van een embryocel mede (?) worden bepaald door andere factoren.

Celcommunicatie

Getrouw aan het theoretische concept wierpen de onderzoekers zich vervolgens op de celcommunicatie in de embryonale ontwikkeling. Daarin spelen de groeifactoren en belangrijke rol. Ze sturen kennelijk ook de ontwikkelingsrichting van de cellen. Als de onderzoekers groeifactoren wegmoffelden, die belangrijk waren voor de ontwikkeling dan ontstonden geen voorlopers van vruchtblaascellen, zelfs in de aanwezigheid van grote hoeveelheden GATA.

Het was wel zo dat hoe meer groeifactor de cellen ontvingen hoe meer vruchtblaasvoorlopercellen zich ontwikkelden. Het kan dus wel degelijk misgaan. Stamcellen moeten communiceren om het proces goed te laten verlopen. Schröter: “Dat is als werken in een team. Als de teamleden taken kiezen zonder overleg dan worden sommige dingen dubbel gedaan en andere niet. Als een team goed werkt daarentegen dan worden problemen opgelost en kunnen zelfs ingewikkelde projecten betrouwbaar en efficiënt voltooid worden.” Dat laatste lijkt me een overschatting van teamwerk, overigens.

Bron: Science Daily