Exoc3 helpt bij platwormen bij de differentiëring van stamcellen en uiteindelijk bij het onderhouden van een ‘onsterfelijk’ organisme (ES zijn embryonale stamcellen) (afb: Embo Reports)
Onderzoekers van het Fritz-Lipmanninsttuut in Jena (D) lijken aangetoond te hebben dat de differentiëring van stamcellen wordt geregeld via de vetstofwisseling. Daarbij schijnt het Tnfaip2-gen een bijzondere rol te spelen in het ontstaan van verschillende typen stamcellen. Platwormpjes zijn met een Tnfaip2-achtig gen zelfs welhaast ‘onsterfelijk’.
Dat Duitse instituut houdt zich met veroudering bezig. De onderzoekers zijn daar op zoek naar genen die met veroudering te maken hebben. Daarbij gebruiken ze platwormen als proefdieren.
Anders dan zoogdieren zijn dat meesters in weefselherstel. De onderzoekers kwamen er achter dat het Tnfaip2-eiwit, dat helpt bij het sturen van de differentiëring van stamcellen, ook de vetstofwisseling activeert. Als de wormpjes dat Tnfaip2-gen missen dan verliezen ze ook hun vermogen tot weefselherstel. Ook storingen in de vetstofwisseling kunnen dat effect hebben en aan het ontstaan van kanker bijdragen, zo lijkt het.
De vetstofwisseling is een van de belangrijkste processen in een cel/organisme en lijkt ook invloed te hebben op de differentiëring van stamcellen. Zo is al aangetoond dat de vetstofwisseling belangrijk is voor het behoud van bloedstamcellen.
Het idee is dat de tussenproducten van dat proces, aangeduid met lipidemetabolieten, een rol in die stamcelrijping spelen. Die rijping naar gedifferentieerde cellen is wezenlijk voor weefselherstel, maar hoe zich dat verhoudt met de vetstofwissseling is eigenlijk niet goed bekend. Die kennis kan belangrijk zijn om er achter te komen welke veranderingen in de vetstofwisseling leiden tot achteruitgang van organen en ziektes in oudere organismen.
“Door dat differentiëringsproces ontstaan in een lichaam (organisme; as) voortdurende nieuwe gespecialiseerde stamcellen waar ze nodig zijn”, zegt onderzoeksleider Lenhard Rudolph. “Dat proces wordt via genen gestuurd. Hoe die stamcelfunctie via de vetstofwisseling wordt gestuurd is niet goed bekend.”
Pluripotente stamcellen
De onderzoekers herprogrammeerden bindweefselcellen (fibroblasten) van muisjes tot pluripotente stamcellen. Het bleek dat Tnfaip2 daarbij een stimulerende rol speelt. Dat eiwit/gen zou volgens volgens medeonderzoekster Sarmistha Deb een centrale rol spelen in dat differentiëringsproces. “Als dat gen werd uitgeschakeld dan verliep de herprogrammering van de muisfibroblasten in pluripotente stamcellen beter.” Vervolgens deden de onderzoekers experimenten aan platwormen om dat proces in een levend organisme te kunnen bestuderen.
“We bedachten dat we die bijna-onsterfelijkheid van platwormen konden gebruiken om te achterhalen welke genen daarvoor verantwoordelijk zijn”, zegt medeonderzoekster Cristina González-Estévez. De onderzochte platwormen bestaan voor een kwart (!) uit stamcellen. “De resultaten waren verbluffend. De deactivering van het Tnfaip2-achtige gen leidde tot functieverlies van de stamcellen. De wormpjes konden geen gedifferentieerde cellen meer produceren en verloren het vermogen om organen te herstellen.”
Daarnaast konden de onderzoekers aantonen dat het Tnfaip2-achtige gen (Exoc3) die stamcelfunctie stuurt via de vetstofwisseling. Als de wormpjes zonder dat gen werden voorzien van vetzuren en vetzuurtransporteurs dan kwam de stamceldifferentiëring weer op gang.
“Met onze nieuwe onderzoeksmethode zijn sneller en eenvoudiger in een cellenkweek de genen in stamcellen te identificeren die een belangrijke rol spelen in de functie van de stamcellen”, zegt Rudolph. “Zo kunnen ook andere genfuncties worden ontdekt die interessant kunnen zijn in mens en dier. We willen deze kennis benutten om het verlies van orgaanfuncties en het ontstaan van ziektes tijdens de veroudering te kunnen verklaren.”
Bron: Alpha Galileo