Sedert een techniek is ontwikkeld om uit rijpe cellen pluripotente stamcellen te maken is stamceltherapie een stuk ‘makkelijker’ geworden, maar de ene pluripotente stamcel is de andere niet. Onderzoekers van de universiteit van Tsukuba (Jap) hebben een microscooptechniek ontwikkeld om veelbelovende cellen te scheiden van de minder bruikbare cellen. ‘Potente’ pluripotente stamcellen schijnen weinig mitochondriën te hebben en dat kun je zien met een wat de onderzoekers de faseverdelingstechniek noemen.
Het vermogen om rijpe cellen te herprogrammeren tot stamcellen is belangrijk voor de stamceltherapie voor, bijvoorbeeld, het herstel van beschadigd weefsel. De stamcellen die je zo produceert zijn echter niet allemaal gelijk. Sommige differentiëren zich makkelijker tot de gewenste celtypen dan andere. Die geschiktheid is af te lezen aan de mitochondriale activiteit en die is weer waar te nemen met een speciale door de onderzoekers gemodificeerde microscooptechniek.
“Het is erg belangrijk dat je de juiste stamcellen gebruikt voor medische doeleinden”, zegt onderzoeker Koji Hisatake. “Cellen die weinig pluripotentie vertonen zijn niet effectief als ze in patiënten geïmplanteerd worden. Soms vormen ze zelfs een risico. Ze kunnen zich omvormen tot kankercellen. Ons idee was om bestaande microscooptechnieken te verbeteren om de juiste stamcellen te selecteren met een hoge pluripotentie die hoogstwaarschijnlijk ook veiliger en effectiever zijn voor therapeutisch gebruik.”

Lastig

Het scheiden van de ‘potente’ stamcellen van de minder bruikbare is lastig. Daarbij wordt dan ook nog vaak gewerkt met markeerstoffen die schadelijk kunnen zijn voor de stamcellen, aldus de onderzoekers. Ze pakten het anders aan. Ze veranderden een bestaande microscooptechniek, de differentiële interferentiecontrastmicroscooop (DIC). Die techniek wordt meestal gebruikt om cellen te bestuderen. Daar veranderden ze het een en ander aan en noemde het product de faseverdelingstechniek (PD). Die heeft een hogere resolutie dan de oorspronkelijke techniek, aldus de onderzoekers.

“Met DIC kun je celstructuren zien omdat elke cel het licht net iets anders verstrooid”, legt medeonderzoeker Ken Nishimura uit. “Die verschillen worden opgevangen door kristalprisma’s die het licht polariseren. Onze PD-microscoop werkt op dezelfde manier maar is anders omdat de prisma’s kunnen bewegen. Daardoor kun je twee aparte beelden van een cel krijgen loodrecht op elkaar, die je vervolgens met behulp van de computer samenvoegt. In het uiteindelijk plaatje zie je veel meer detail dan met een DIC-microscoop.”
“Met PD kunnen we niet alleen cellen in beeld brengen maar ook structuren in de cel meten. Wij deden dat in dit onderzoek aan mitochondriën.” Mitochondriën zijn de cellichaampjes waar, onder meer, energie wordt geproduceerd. Uit eerder onderzoek was gebleken dat de pluripotentie van een stamcel, het vermogen zich te ontwikkelen tot veel (pluri) verschillende celsoorten, afhangt van het aantal mitochondriên in een stamcel: hoe minder en hoe kleiner hoe geschikter. Met de PD-techniek konden de onderzoekers de omvang van de mitochondriën in een cel meten en zo weten welke stamcel niet en welke wel geschikt is voor medisch gebruik.

Nishimura: “De PD-techniek is een niet-invasieve methode om cellen te selecteren die volledig zijn geherprogrammeerd en waarschijnlijk een goede pluripotentie hebben. Dit systeem is minder duur en tijdrovend dan andere selectietechnieken.”

Bron: Alpha Galileo