Gespecialiseerde cellen omzetten in stamcellen is een lastig klusje. Israëlische wetenschappers hebben nu ontdekt hoe dit komt. Het eiwit Mbd3 remt de expressie van transcriptiefactoren die ervoor moeten zorgen dat een volwassen cel weer een stamcel wordt. Remming van dit eiwit verhoogt de efficiëntie van stamcelproductie van minder dan 10 procent naar meer dan 90 procent.
Het lot van een cel ligt grotendeels in handen van transcriptiefactoren. Die bepalen immers welke genen er wel en niet tot expressie komen. Genen die actief zijn bij stamcellen bevinden zich bij volwassen cellen vaak in de slaapstand. Door het toevoegen van een aantal transcriptiefactoren kun je de expressie van stamcelgenen in een volwassen cel weer enigszins aanwakkeren. Maar tegelijkertijd trekken deze transcriptiefactoren Mbd3 aan, een onderdrukkend eiwit dat de vorming van stamcellen juist probeert te remmen.
Er ontstaat een soort strijd tussen stimulerende en remmende factoren en daarom is het heel lastig om van een reeds gespecialiseerde cel weer een stamcel te maken. Het omzetten van huidcellen in stamcellen gaat bijvoorbeeld met een efficiëntie van nog geen 1 procent.
Eeuwige stamcellen
Jacob Hanna van het Israëlische Weizmann Institue of Science heeft daar nu wat op gevonden. Hij verwijderde bij verschillende typen gespecialiseerde cellen het Mbd3 gen en keek vervolgens wat er gebeurde. De cellen waren veel beter in staat om te transformeren tot stamcellen dan volwassen cellen met het Mbd3 gen. Hanna werkte ondermeer met huidcellen, bloedcellen en hersencellen van muizen en zag de efficiëntie van de stamcelproductie toenemen van ongeveer 10 procent naar meer dan 90 procent. Ook bij menselijke cellen lijkt het trucje goed te werken. Ook hier was een duidelijke toename in efficiëntie te zien.
Cellen zes dagen na het toevoegen van transcriptiefactoren die moeten zorgen voor de vorming van stamcellen. Links is de standaard behandeling te zien en rechts de nieuwe aanpak van Hanna. De rode kleuring laat zien waar zich celkernen bevinden. De geel/groene kleur geeft aan dat een cel pluripotent is geworden. Je ziet dat met de nieuwe aanpak veel meer cellen zijn veranderd in stamcellen dan met de traditionele aanpak.
J. Hanna- Weizmann InstituteHanna denkt zelf dat zijn resultaten van groot belang kunnen zijn voor het maken van stamcellen, zowel voor onderzoek als voor medische doeleinden zoals een behandeling met stamceltherapie. Toch is het niet mogelijk om zijn trucje rechtsreeks toe te passen in het laboratorium. Het Mbd3 gen heeft een aantal belangrijke functies en kan daarom niet zomaar verwijderd worden. Gespecialiseerde cellen zonder Mbd3 kunnen wel heel makkelijk veranderen in stamcellen, maar cellen die Mbd3 missen kunnen zich daarna niet meer specialiseren. Zonder Mbd3 krijg je dus een soort eeuwige stamcellen waar je verder weinig mee kunt.
Tijdelijk onderdrukken
Het uitschakelen van Mbd3 moet dus subtieler gebeuren, en het liefst alleen op het moment dat een volwassen cel moet veranderen in een stamcel. Volgens Hanna zou een remming van 70 tot 90 procent voldoende moeten zijn om de efficiëntie van stamcelproductie op te voeren. In de komende jaren gaat hij op zoek naar chemische stofjes die de expressie van Mbd3 tijdelijk kunnen onderdrukken.