Jiwon Jang (afb: Postech)
Het ziet er naar uit dat het ‘lot’ van stamcellen mede bepaald wordt door ook mechanische stimuli. Daarin zou het eiwit ETV4 een hoofdrol spelen, ontdekten onderzoekers rond Jiwon Jang van de universiteit van Pohang (Postech) in Zuid-Korea (waar hij niet te vinden is; as). Een aanverwant onderzoek onder leiding van Roberto Mayor van de universiteit van Santiago in Chili en het universiteitscollege in Londen laat zien dat ook druk het ‘lot’ van stamcellen kan veranderen.
Veel onderzoek aan cellen richt zich op de scheikundige kant van de biologie, maar het was al eerder duidelijk dat ook mechanische krachten en eigenschappen een rol spelen in het leven van een cel. Daar is echter veel minder onderzoek naar gedaan.
In hun onderzoek gebruikten de onderzoekers embryonale stamcellen van mensen en bekeken hoe die reageerden op mechanische stimuli. Ze bekeken welke transcriptiefactoren er aan het werk waren bij verschillende dichtheden van de stamcellen. Daarbij bleek hun dat het eiwit ETV4 de hoofdrolspeler was. Dat eiwit speelt, onder meer, een rol in de celdifferentiëring (tot wat voor een type cel de stamcel rijpt).
Zogeheten integrinereceptoren in het celmembraan merken een verandering van de celdichtheid op. Die zorgen ervoor dat een receptor op het celmembraan, GGFR (fibroblastgroeifactorreceptor) de cel binnenkomt. Hoe snel dat gebeurt ligt aan de mechanische sturing, waarmee ook de stabiliteit van ETV4 wordt bepaald.
Zo zorgt ETV4 ervoor dat de stamcellen met een lage dichtheid zich omvormen tot het mesendoderm (een tijdelijk weefsel van een zich ontwikkelend embryo). Stamcellen met een grotere dichtheid ontwikkelen zich tot het neuroectoderm (het deel van het ectoderm dat zich tot zenuwweefsel ontwikkelt).
Mechanische prikkels
Jang: “We hebben aangetoond dat mechanische stimuli belangrijk zijn in de stamceldifferentiëring en dat ETV4 daarin een belangrijke rol speelt.” En jawel hoor, ook Jong komt met het kankerverhaal op de proppen dat bij medische onderzoekers nooit ver weg is. ETV4 zou ook een rol spelen in de vorming van kankercellen, dus wellicht helpt dit nieuwe inzicht een heel aparte kankeraanpak op te zetten, suggereert hij. Het lijkt mij(=as) lastig om de celdichtheid als hefboom voor kankerbehandeling te gebruiken, maar dat is natuurlijk maar de mening van een totale leek.
Het onderzoek van Mayor en de zijnen laat zien dat een toename van de hydrostatische druk die buiten het embryo wordt uitgeoefend, leidt tot de verstoring van belangrijke signaleringsroutes van cellen in de neurale lijst.
Bij het menselijke embryo wordt, overigens net als bij alle andere gewervelde dieren, het gezicht geconstrueerd door de cellen van de neurale lijst. De stamcellen waaruit de lijst bestaat, komen voort uit de migratie van de dorsale cellen van de neurale buis, waarbij ze moleculaire signalen uitwisselen met andere cellen aan de hand waarvan hun uiteindelijke bestemming (= celtype) wordt bepaald. Dat wordt embryonale inductie genoemd: via moleculaire signalen die door aangrenzende weefsels worden verzonden, specialiseren stamcellen zich tijdens de ontwikkeling.
Tijdens het onderzoek zagen Mayor en de zijnen dat de druk die wordt uitgeoefend op de blastocoel – een holte gevuld met vloeistof dicht bij de neurale buis – de activiteit vermindert van het eiwit YAP, dat op zijn beurt de WTN-signaalroute verstoort die verantwoordelijk voor de verdere ontwikkeling van de neurale lijst.
Wat je daar mee aan moet is de onderzoekers nog. niet echt duidelijk. Wel is duidelijk dat andere dan chemische wegen de weg naar ‘Rome’ bereiden.
.
Bronnen: Science Daily, Futura-Sciences