stamcel

Wetenschappers hebben hoge verwachtingen van stamcellen. Maar dan moeten we die stamcellen kunnen identificeren en isoleren. En dat is lastig. Utrechtse onderzoekers denken een oplossing te hebben: ze gooien nanodeeltjes in de strijd.

Ooit – voor de één is dat net wat langer geleden dan voor de ander – ben je begonnen als een eicel en een zaadcel. Die twee kwamen samen en groeiden uit tot een embryo. Dit embryo werd een foetus en uiteindelijk werd er een baby’tje geboren dat weer opgroeide tot een peuter, kleuter, tiener, puber en volwassene. Daar hoefde je zelf weinig voor te doen. Jouw cellen wisten precies hoe ze weefsels, organen, botten, enzovoort moesten bouwen. Zou het niet handig zijn als we die vaardigheid van ons lichaam zouden kunnen gebruiken als weefsels in een later stadium in ons leven beschadigd raken of niet langer functioneren? Als we lichaamseigen cellen kunnen gebruiken om – net zoals ze dat veel eerder al deden – nieuwe weefsels of organen te ‘bouwen’?

Stamcellen
Wetenschappers zien wel iets in deze ‘regeneratieve geneeskunde’ en doen in het kader daarvan onderzoek naar stamcellen. Dat zijn cellen die uit kunnen groeien tot verschillende typen cellen en dus gebruikt kunnen worden om verschillende soorten weefsels te ‘bouwen’. Maar om met die stamcellen aan de slag te kunnen, zullen we ze eerst moeten opsporen en isoleren. “Onderzoekers zijn daarom hard op zoek naar bepaalde markers: eiwitten die tot expressie komen in bepaalde populaties stamcellen,” vertelt onderzoeker Madelon Maurice, universitair hoofddocent bij de afdeling celbiologie van het UMC Utrecht. “Inmiddels zijn in muizen al een aantal mooie kandidaten gegenereerd. Maar in het menselijke systeem zijn de mogelijkheden een stuk beperkter. En daar willen wij een slag in gaan slaan.”

Nanodeeltje
Maurice en haar collega Enrico Mastrobattista – universitair hoofddocent bij de afdeling biofarmacie – komen met een plan om menselijke stamcellen te identificeren en te isoleren. Ze grijpen daartoe naar nanodeeltjes. “Dat zijn deeltjes van zo’n 100 nanometer,” vertelt Mastrobattista. “Daarmee zijn ze een factor honderd tot duizend kleiner dan cellen.” Het nanodeeltje in kwestie is een liposoom: een vetblaasje. “Het liposoom lijkt op de natuurlijke membranen die rond cellen te vinden zijn. Net zoals celmembranen eiwitten bevatten, kunnen wij eiwitten in het liposoom inbouwen.” Mastrobattista en Maurice hebben al een specifiek eiwit in gedachten. Het gaat om een eiwit dat zich aan stamcellen bindt en waarvan ze de identiteit nog even geheim willen houden. “Door het liposoom te labelen of fluorescerend te maken, kunnen we het volgen en dus de stamcellen – waaraan het zich hopelijk binden gaat – opsporen en isoleren.”

Seed Money Grant

Het onderzoek van Mastrobattista en Maurice staat nog in de kinderschoenen. De Seed Money Grant komt goed van pas. Maar liefst 71 interdisciplinaire onderzoeksgroepen binnen de Life Sciences aan de Universiteit Utrecht deden een poging de beurs binnen te halen. Zes aanvragen werden gehonoreerd. Zo wordt er de komende tijd niet alleen onderzoek gedaan naar stamcellen, maar ook onder meer naar een effectieve behandeling van chronische pijn (door Niels Eikelkamp en Remco Westerink) en een nieuwe therapie tegen leverziekten (door Bart Spee en Niels Geijsen).

De Grant
Het is een geweldig idee. Maar zal het nanodeeltje werkelijk in staat zijn om stamcellen op te sporen? Mastrobattista en Maurice hopen dat de komende anderhalf jaar te gaan achterhalen. Onlangs kregen ze daarvoor de Seed Money Grant – een beurs die ze in staat stelt om aan te tonen dat hun papieren idee ook in werkelijkheid werkt. “We moeten het nu vorm gaan geven,” stelt Maurice. “We gaan de nanodeeltjes in elkaar zetten en vervolgens kijken of deze zich in simpele orgaansystemen – denk bijvoorbeeld aan mini-darmen – aan stamcellen kunnen binden.”

Hindernissen
Maurice en Mastrobattista verwachten zeker niet dat het een gelopen race wordt. De kans is groot dat ze tijdens hun onderzoek op de nodige hindernissen stuiten. “Het inbouwen van dit specifieke eiwit in het nanodeeltje kan bijvoorbeeld problemen geven,” vertelt Mastrobattista. “Als de vouwing van het eiwit niet helemaal correct is, kan het eiwit zijn functie verliezen. Er zijn vervolgens wel trucjes om dat weer goed te krijgen, maar dat is dus iets waar we tegenaan kunnen lopen. Daarnaast is ook het benaderen van stamcellen een uitdaging. Het nanodeeltje is een passief systeem. Het gaat niet – zoals velen denken – gericht op zijn doel af. De vraag is dan ook of het nanodeeltje er daadwerkelijk in gaat slagen om de stamcellen te bereiken.”

Blijf een stamcel!
Het eiwit dat de onderzoekers willen gebruiken om stamcellen op te sporen en te isoleren, heeft mogelijk nog een andere uitwerking op stamcellen. “Een stamcel krijgt signalen van buitenaf die deze aanmoedigen om stamcel te blijven,” legt Mastrobattista uit. Zodra onderzoekers een stamcel uit zijn omgeving halen, is deze geneigd te veranderen, waardoor deze niet meer zo geschikt is om te gebruiken. “Wij vermoeden dat het eiwit dat we in het nanodeeltje stoppen er tevens voor zorgt dat een stamcel een stamcel blijft. En dat is weer relevant wanneer we die stamcel willen opkweken.”

Als de ideeën van Mastrobattista en Maurice werkelijkheid worden, kan dat het stamcelonderzoek een flinke boost geven. “Dat is allereerst positief voor de regeneratieve geneeskunde,” stelt Maurice. “Maar het kan ook heel belangrijk zijn voor kankeronderzoek. Stamcellen zijn soms ook de drijvers achter tumorgroei. Stamcellen in de tumor blijven dan maar groeien en delen. We verwachten dat we ook die stamcellen met ons nanodeeltje zichtbaar kunnen maken.” En als dat lukt, hebben de onderzoekers al een volgende stap in gedachten. “Als de nanodeeltjes zich goed binden, kunnen we vervolgens wellicht een giftig stofje in het nanodeeltje stoppen om deze stamcellen ten gronde te richten.” Al met al kan het onderzoek van de Utrechtse wetenschappers zomaar het duwtje in de rug zijn dat stamcellen nodig hebben om de torenhoge verwachtingen waar te maken.