Immunologe Shruti Naik (afb: univ. van New York)

Ons afweersysteem heeft een ‘geheugen’ voor welke ziekteverwekkers ons hebben bezocht, zodat ze een volgende keer sneller op die bedreiging kunnen reageren. Het lijkt er op dat de stamcellen in die zin ook een soort geheugen voor eerdere ontstekingen en verwondingen hebben, waardoor, bijvoorbeeld, wonden een tweede keer sneller hersteld worden de de eerste. Die stamcellen communiceren met het afweersysteem, zo lijkt het. Dat geheugen van de stamcellen kan ook verkeerd uitpakken en leiden tot chronische ontstekingen.
De meeste weefsels in ons lichaam bevatten kleine hoeveelheden stamcellen die zich kunnen delen en te hulp komen bij het herstel van beschadigd weefsel. “Wat we leren uit onderzoek is dat die cellen niet alleen nieuw weefsel maken, maar ze vertonen ook een bepaald gedrag”, zegt immunologe Shruti Naik van de universiteit van New York, die onderzoek doet naar dat geheugeneffect in de huid en andere weefsels. “Stamcellen zijn goed toegerust om hun omgeving waar te nemen en daar op te reageren.” Soms gaat dat mis en dan ontstaan en chronische ontstekingen of ernstige allergieën.
MIT-onderzoekers uit Cambridge (VS) leverden in een Nature-artikel in augustus aanvullend bewijs voor zo’n ‘stamcelgeheugen’. Dat onderzoek werd geleid door Alex Shalek, immunoloog José Ordovas-Montañes en immunologe Nora Barrett. Ze probeerden uit te zoeken waardoor sommige mensen chronisch allergisch zijn voor stof, pollen en ander ‘luchtig’ ongerief.
De ontdekking dat ook stamcellen een soort geheugen hebben was een eerste stap in die zoektocht. Chronische allergieën, waarbij de allergie niet tijdelijk is, komt vrij veel voor en werd aan een niet goed werkend afweersysteem geweten, maar de onderzoekers dachten dat het iets moest zijn in het weefsel zelf.
Ze verzamelden stamcellen uit de ontstoken neusholtes van twintig patiënten met chronische bijholteontsteking (sinusitis) en vergeleken die met cellen uit neusholtes van gezonde mensen. Het bleek dat in de stamcellen van de sinusitispatiënten genen actief waren die te maken hebben met twee stoffen, interleukine 4 en 13, die afweercellen (T- en B-cellen) gebruiken voor de communicatie. Dat die genen actief waren in stamcellen zou dan betekenen dat die in direct contact staan met afweercellen. Dat zou wel eens te maken kunnen hebben met de chronische aard van de ontsteking.
De onderzoekers verzamelden vervolgens cellen van de luchtwegen van allergiepatiënten en kweekten die vijf weken lang. Vervolgens keken ze weer welke genen actief waren: nog steeds die ‘ontstekingsgenen’, ook als was de bedreiging verdwenen. Volgens de onderzoekers waren de cellen blijven steken in een niet helemaal rijpe staat. Voor Shalek is dat een bewijs dat de stamcellen hun ‘geheugen’ hebben doorgegeven aan een volgende generatie cellen.

Doorgeven

Dat lijkt veel op wat B-cellen en T-cellen doen. Het lijkt er op dat ook stamcellen ‘bijhouden’ aan welke bedreigingen ze bloot hebben gestaan om de volgende effectiever te kunnen bestrijden. Alleen bij die allergiepatiënten gaat het dan fout, waardoor stamcellen voortdurend aan de afweercellen melden dat er een bedreiging is.
“We moeten ons niet alleen richten op het herstelpotentiaal van stamcellen maar ook op hun wisselwerking met de omgeving”, zegt immunoloog Semir Beyaz van het befaamde Cold Spring Harbour-lab, die niet bij het onderzoek betrokken was, maar hij kwam eerder tot soortgelijke gevolgtrekkingen op basis van eigen onderzoek. Muisjes die vet aten produceerden meer stamcelachtige cellen in de darmen dan muisjes die minder vet aten. Ook vermeerderden die zich meer dan dat ze zich veranderden in gedifferentieerde darmcellen. Dat zou een voorstadium van kanker kunnen zijn.
“We weten dat je cellen kunt programmeren”, zegt Naik. “Immunologen beginnen te begrijpen dat afweerreacties in de weefsels plaatsvinden. Hoe die weefsels reageren ligt aan het niveau van de stamcellen (in die weefsels;as).”
Een paar jaar geleden was de onderzoekster betrokken bij een onderzoek bij muisjes naar de effecten van eerdere verwondingen op het wondherstel. Het bleek dat de twee verwonding 2,5 keer sneller heelde dan de eerste. Naik: “Het heeft ook zin dat een weefsel leert van ervaringen. Dan hoeft het wiel niet telkens opnieuw uitgevonden te worden.”

Dat effect bleek ten minste zes maanden te blijven bestaan. Dat moet dus het gevolg zijn van dat veronderstelde geheugen van stamcellen. In dit geval was het stamcelgeheugen een voordeel. De keerzijde is dat de stamcellen ook slecht gedrag aan kunnen leren, leidend tot chronische ontstekingen e.d.

Waar het geheugen van stamcellen zit is onbekend. Het lijkt er op dat de structuur van DNA wat veranderd waardoor bepaalde genen minder of meer toegankelijk worden voor activering. Zo vond Naik dat het DNA van de huidstamcellen van muisjes die twee keer verwond werden grote delen minder hecht gepakt waren, wat gewoonlijk duidt op genactiviteit, Op sommige stukken DNA bleef die ‘losheid’ bestaan ook lang nadat de ontsteking voorbij was. Kortom, we hebben nog veel te ontdekken (en meer naarmate we ‘dieper’ duiken)….

Bron: Quanta Magazine