Een muizenembryo ‘aangevuld’ met STAP-cellen (foto: Haruko Obokata)
Men neme een volwassen cel, legge die in een zuur badje, late die daar een half uurtje liggen en zie daar, de cel heeft zich omgetoverd in een stamcel, de alleskunner onder de cellen. Een muisembryo bleek de op die manier gemaakte stamcellen ‘liefdevol’ op te nemen. “Het gevolg is dat je heel eenvoudig van een druppel bloed met simpele technieken een volmaakt identieke tweeling kunt maken”, zegt Charles Vacanti van de Harvard-universiteit. Vacanti en zijn Japanse collega Haruko Obokata van het Riken-centrum voor ontwikkelingsbiologie in Kobe hebben dat voor elkaar gekregen zonder het DNA te veranderen, zoals in de door, onder meer, Shinya Yamanaka ontwikkelde methode om volwassen cellen om te zetten in pluripotente stamcellen. Die cellen willen zich nog wel eens ontwikkelen tot kankercellen.
De methode is verbazingwekkend simpel: leg de cellen in een stressvolle omgeving, zoals een zuur. De onderzoekers kwamen op het idee door een verschijnsel dat in de plantenwereld is waargenomen. Voor de cel onprettige omstandigheden kunnen een volwassen cel omtoveren in een onrijpe cel, waaruit een hele plant kan ontstaan. Zo kan een enkel hormoon een enkele wortelcel transformeren in een nieuwe plant. In sommige reptielen en vogels lukt dat ook.
Om te onderzoeken of dat ook lukt bij zoogdieren, maakten Obokata en haar medewerkers gebruiken van muizen die opgezadeld werden met een gen dat groen oplicht als het eiwit Oct-4 aanwezig is. Dat eiwit komt alleen voor in pluripotente stamcellen. Van een week oude muisjes werd uit de milt bloed afgenomen, waaruit witte bloedlichaampjes werden geïsoleerd. Die werden aan allerlei stressvolle fysische en chemische prikkels blootgesteld. Een daarvan was een niet-dodelijke zure omgeving (pH= 5,7), waarin de cellen een half uur werden ondergedompeld. Daarna probeerden de onderzoekers de cellen te kweken.
Er leek eerst weinig te gebeuren, maar na twee dagen begon een aantal cellen groen op te lichten. Uiteindelijk bleek tweederde van de cellen die in leven bleven te zijn omgezet in pluripotente stamcellen. De geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSC), volgens de genetische methode van Yamanaka, hebben daar zo’n vier weken voor nodig. De nieuwe cellen kregen ook meteen een naam: STAP (stimulus-triggerd acquisition of pluripotency =gestimuleerde omzetting in pluripotentie).
Om te onderzoeken of de cellen ook waren wat ze dachten dat ze zijn, werden die ingespoten in een zeer pril muizenembryo (5 tot 6 dagen), een zogeheten blastocyste. De STAP-cellen werden liefderijk opgenomen en het embryo ontwikkelde zich tot een muis met STAP-cellen. Ook waren eigenschappen van de STAP-cellen terug te vinden in de genen van de geslachtscellen.
In volwassen muizen ingespoten ontstond een zogeheten embryonaal tumor (teratoom) ten teken van de pluripotentie van de cellen. Vervolgens keken de onderzoekers of ook andere, gespecialiseerde cellen van zeer jonge muizen (een week oud) waren om te vormen. Dat bleek het geval. Ook van oudere of zelfs volwassen muizen bleek de transformatie mogelijk, alhoewel de onderzoekers daar nog geen definitieve uitspraken over willen doen, omdat meer proeven nodig zijn om dit te bewijzen.
De onderzoekers denken dat dit transformatieproces te maken heeft met het herstel’gereedschap’ van het lichaam. Vacanti: “Misschien dat verwondingen zoals een klap op een arm of een brandwond volwassen cellen aanzetten zich te veranderen in stamcellen. We denken dat hoe zwaarder de verwonding, hoe verder terug in de ontwikkeling cellen gaan. Dat is het reparatieproces van Moeder Natuur.” De STAP-cellen delen niet spontaan. Daartoe moeten de cellen in contact worden gebracht met verschillende groeifactoren, waarna ze zich exponentieel vermenigvuldigen zonder chromosoomafwijkingen.
Sommige wetenschappers spreken niet van pluripotente stamcellen maar totipotente (alleskunners), als een soort voorlopers van de embryonale stamcellen. Dat zou dan betekenen dat ze , bijvoorbeeld in de baarmoeder getransplanteerd, zouden kunnen uitgroeien tot een menselijk wezen (als het een mensencel is, uiteraard). Dat is nog heel wat heftiger materiaal dan het ‘ouderwetse’ klonen. Andere onderzoekers zouden daar al proeven mee hebben gedaan. Met muizen dan. Obokata zegt dat haar onderzoek er niet op gericht is om perfecte klonen te maken. Het uiteindelijk doel is beschadigde organen en weefsels te herstellen. De onderzoekers zijn nu aan de gang gegaan met menselijke cellen.
Bron: New Scientist