nl.3b-international.com
Het terugspoelen van de spierklok kon weefsel repareren dat is beschadigd door veroudering, spierdystrofie
Door de klok terug te spoelen en volwassen spieren terug te brengen naar een eerdere stamcelfase, hebben bioengineers van de University of California (UC), Berkeley, in de VS de deur geopend naar de ontwikkeling van nieuwe manieren om spierdegeneratie te behandelen, zoals die gezien in spierdystrofie of veroudering. Ze hebben ook de taak volbracht door de chemie van cellen te veranderen zonder toevlucht te nemen tot genmanipulatie.
Ze schrijven over hun werk in het 23 september nummer van het tijdschrift Chemie en biologie.
Skeletachtig spierweefsel is gemaakt van myofibers, lange, gefuseerde bundels van individuele spiercellen (myoblasten). De fusie van deze individuele cellen is het laatste stadium van differentiatie van skeletspier, dat begon als ongedifferentieerde stamcellen.
Met behulp van muizen ontdekten de onderzoekers niet alleen dat ze het volwassen spierweefsel konden terugleiden naar een eerder stamcelstadium, maar ze ontdekten dat de nieuw geherprogrammeerde stamcellen ook konden worden gebruikt om beschadigd weefsel te herstellen.
Hoofdonderzoeker Irina Conboy, UC Berkeley assistent-professor bio-ingenieur, vertelde de media dat ze minuscule chemicaliën gebruiken die moleculaire remmers worden genoemd om volwassen weefsel te differentiëren, waarbij gefuseerde myofibers terug naar een vroeger stadium worden gebracht, een benadering die in toenemende mate wordt gezocht in het stamcelveld .
"Deze kleine chemicaliën gaan de cel in en veranderen de manier waarop de cel zich gedraagt ??zonder het genoom te veranderen", zegt Conboy, die ook lid is van het Berkeley Stem Cell Center en een onderzoeker bij het California Institute for Quantitative Biosciences (QB3).
"De remmers werden slechts 48 uur gebruikt, genoeg tijd voor de gesmolten myofibers om in afzonderlijke cellen te splitsen en ze werden weggespoeld. De cellen kunnen normaal blijven leven en sterven, dus er is geen risico dat ze ongecontroleerd delen tumoren worden, "voegde ze eraan toe.
Wetenschappers waren lange tijd van mening dat spiervorming eenrichtingsverkeer was: zodra de reis van stamcellen naar myoblasten naar spiervezels voltooid was, was er geen weg meer terug. Maar Conboy zei: "we waren in staat om een ??multi-genucleëerde spiervezel te krijgen om van koers te veranderen en te scheiden in individuele myoblasten".
Er zijn een aantal benaderingen in stamcelonderzoek, en de meeste behandelingen zijn gebaseerd op pluripotente stamcellen, het type dat in elk type cel kan veranderen. Deze kunnen afkomstig zijn van embryonaal weefsel, een controversiële methode omdat het embryo's gebruikt, of van volwassen, gedifferentieerde cellen die zijn geherprogrammeerd door gen-insertie om te de-differentiëren in embryonale toestand, in zogenaamde inductieve pluripotente stamcellen (iPS) .
Pluripotente stamcellen kunnen eindeloos delen en zich vermenigvuldigen, een probleem op zich, want als ze niet naar een bepaald type orgaan worden gedreven, kunnen ze snel teratomas worden, soorten tumoren die gewoon een massa misvormd weefsel bevatten.
Hoofdauteur Preeti Paliwal, een postdoctoraal onderzoeker in bioengineering aan UC Berkeley, zei:
"De grootste uitdaging met zowel embryonale stamcellen als iPS-cellen is dat zelfs een enkele ongedifferentieerde pluripotente cel zich in vivo kan vermenigvuldigen en tumoren kan veroorzaken."
Maar in deze studie draaiden de onderzoekers de klok niet zover terug als pluripotente cellen: ze gingen slechts zover als het stadium van de progenitorcel. Progenitorcellen zijn al voorbestemd om een ??bepaald type weefsel te worden: spiervoorlopercellen kunnen alleen spierweefsel vormen en levervoorlopercellen kunnen alleen leverweefsel vormen.
Paliwal wees erop dat bij transplantatie in levend spierweefsel de voorlopercellen geen tumoren vormen.
"... we hebben ons gericht op het progenitorcelstadium, waarin cellen zich al inzetten voor de vorming van skeletspieren en zich zowel kunnen delen als groeien in kweek. Progenitorcellen differentiëren ook in spiervezels in vitro en in vivo wanneer ze worden geïnjecteerd in de gewonde beenspier," zei Paliwal.
Om de methode te perfectioneren moesten de onderzoekers een aantal problemen overwinnen, waaronder die van celapoptose. Wanneer ze worden geconfronteerd met signalen om zich weer te delen, zoals de remmers die in dit onderzoek worden gebruikt, kunnen cellen verward raken en zelfmoord beginnen plegen, of celapoptose.
Om dit te ondervangen, gebruikten de onderzoekers ook een apoptose-remmer:
"We hebben in feite de cellen gehersenspoeld om in de celcyclus te gaan, te delen en ook niet te sterven in het proces," zei Paliwal.
De onderzoekers willen nu hun methode testen op menselijk spierweefsel en screenen op andere moleculen die zouden kunnen helpen om volwassen weefsel te differentiëren.
Conboy zei dat ze niet denken dat deze methode zal werken voor alle degeneratieve ziekten: het kan voor sommigen werken, waar je kunt beginnen met gedifferentieerd weefsel zoals hersencellen of levercellen:
"Maar patiënten met type I diabetes missen bijvoorbeeld de bèta-eilandcellen van de alvleesklier om insuline te produceren, dus er is geen functioneel gedifferentieerd weefsel om mee te beginnen," zei Conboy.
"Onze aanpak is geen vervanging voor pluripotente cellen, maar het is een extra hulpmiddel in het arsenaal van stamceltherapieën," voegde ze eraan toe.
Fondsen van de National Institutes of Health en het California Institute of Regenerative Medicine hielpen de studie betalen.
Opmerking: dit artikel is later aangepast om embryonaal weefsel correct te verklaren afkomstig van embryo's, niet van foetussen. Onze verontschuldigingen als dit onze lezers hindert.
Geschreven door Catharine Paddock PhD
Als sommige leefstijlfactoren zouden kunnen worden verbeterd, zoals dieet, lichaamsbeweging en lichaamsgewicht, zouden er elk jaar 2,8 miljoen minder nieuwe gevallen van kanker wereldwijd zijn, volgens het goede doel World Cancer Research Fund. De VN-top over NCD (Non-Verslaafde Ziekten) is door het goede doel beschreven als een "once-in-a-generation" -kans om een ??ramp voor de volksgezondheid te voorkomen.
BAP1-genmutatie verhoogt mesothelioom en melanoom van het oogrisico
Mensen met genmutatie BAP1 hebben een hoger risico op het ontwikkelen van mesothelioom en melanoom van het oog, hebben onderzoekers gemeld in Nature Genetics. De auteurs voegde daaraan toe dat personen met de BAP1-mutatie die worden blootgesteld aan asbest een aanzienlijk hogere kans hebben om mesothelioom te ontwikkelen dan degenen zonder de mutatie.
