De ontwikkeling van het (menselijk) oog (afb: lezing Mohammed Mahmoud Mosaed)

Het lijkt er op dat onderzoekers tot nu toe uitgaande van stamcellen alleen orgaantjes van zoogdieren (inclusief de mens) hebben gekweekt of dat hebben geprobeerd te doen. Dat heeft er natuurlijk mee te maken dat de mens ervan droomt om eens volwassen en functionerende organen te kunnen kweken in het lab als vervangers van zieke ‘soortgenoten’. Nu hebben onderzoekers van de universiteit van Heidelberg rond Joachim Wittbrodt voor het eerst uitgaande van stamcellen in petrischaaltjes netvliestructuren van, onder meer, zebravisjes gekweekt. Die zijn niet bedoeld om blinde vissen van nieuwe netvliezen te voorzien maar vooral als studieobject, waarbij de aandacht in hoofdzaak naar het netvlies gaat.

“Het grote voordeel van visorganoïden is dat ze, in tegenstelling tot die van zoogdieren, zeer reproduceerbaar zijn”, zegt Wittbrodt. “Ze ontwikkelen zich voorspelbaar en snel en kunnen vergeleken worden met levende embryo’s die bij de (meeste; as) vissen buiten het moederlijf groeien. Daardoor kunnen we de moleculaire en genetische mechanismen bij de netvliesvorming haast als ingenieurs manipuleren.”
Eerder onderzoek had al uitgewezen dat de stamcellen van zebravisjes, bij de juiste behandeling, de diverse stadia van embryo-ontwikkeling doorlopen. Tot nu zouden echter nog geen complexe neurale structuren zoals het netvlies gekweekt zijn. “Het is ons gelukt de stamcellen van beenvissen zo te behandelen dat ze in minder dan een week een verbazingwekkende ontwikkeling doormaakten”, zegt medeonderzoekster Lucie Zilova. “Tenslotte hadden we een complexe netvliesstructuur.”

De onderzoekers gingen uit van pluripotente stamcellen van zebra- en Japanse rijstvisjes (medaka). Die vormden binnen 24 uur een groot netvlies en groeiden in een paar dagen uit tot een gelaagde structuur met celtypen die ook in vissenogen voorkomen. Zilova: “Dat ging uitzonderlijk efficiënt.” Zo ontstonden honderden netvliesorgaantjes. De onderzoekers konden precies zien onder welke omstandigheden de verschillende structuren werden gevormd.

Geen verschil

Iets dat er uitziet als een netvlies wil nog niet zeggen dat dat ook functioneert als een netvlies. Daarom bestudeerden de onderzoekers hun maaksels met een lichtschijffluorescentiemicroscoop en vergeleken hun waarnemingen met die van de cellen van een embryo. Daaruit bleek dat er geen verschil was te ontdekken. “Die bewegen zowel in de kweek als in het embryo volgens een bepaalde route naar de periferie van het oog in wording”, zegt medeonderzoekster Venera Weinhardt. “Vervolgens vormen ze een optische vesikel.”

De kweekorgaantjes zouden ook sterk lijken op die van de rijst- en zebravisjes, twee soorten die evolutionair verschillend zijn. Daaruit concluderen de onderzoekers dat de moleculaire en genetische mechanismen van de vroege oogontwikkeling evolutionair gezien behouden zijn gebleven.
De vraag is of met embryonale in plaats van pluripotente stamcellen meer kan worden gemaakt dat een netvlies. Embryonale stamcellen zijn, genetisch gezien, alleskunners. Pluripotente stamcellen, in feite geherprogrammeerde gespecialiseerde cellen zoals huid- of vetcellen, zijn iets minder omnipotent. Dat lijkt me dan ook de volgende stap in het lopende onderzoek.

Bron: Alpha Galileo