211service.com
Een bron van stamcellen voor mannen
Volwassen stamcellen die zich net als embryonale cellen gedragen, zijn geïsoleerd uit menselijke testikels, wat de hoop doet rijzen op een nieuwe bron van veelzijdige stamcellen zonder genetische manipulatie of de vernietiging van embryo's. Als de nieuwe stamcellen therapeutisch kunnen worden gebruikt, kan een eenvoudige testiculaire biopsie het uitgangsmateriaal opleveren voor gepersonaliseerde regeneratieve geneeskunde.
Testiculaire transformatie: Stamcellen van volwassen menselijke testikels produceren normaal gesproken alleen sperma, maar wanneer ze in het laboratorium worden gekweekt met speciale groeifactoren, beginnen ze op embryonale stamcellen te lijken en kunnen ze differentiëren tot veel volwassen celtypen.
De nieuwe stamcellen, bekend als menselijke volwassen kiemlijnstamcellen (GSC's), werden gekweekt door onderzoekers in Duitsland en het VK door speciale groeifactoren toe te voegen aan spermatogoniale cellen die uit de testikels werden gehaald. Spermatogoniale cellen zijn stamcellen in de volwassen testis die normaal gesproken slechts één type gedifferentieerde cel (sperma) genereren. Maar met de juiste groeifactoren kunnen deze spermatogoniale cellen veranderen in pluripotent. Ze beginnen eiwitten te produceren die normaal gesproken door embryonale stamcellen worden gemaakt en verwerven het vermogen om te differentiëren in veel verschillende celtypen.
In een artikel dat vandaag is gepubliceerd in Natuur , Thomas Skutella van de Universiteit van Tübingen, in Duitsland, en zijn collega's wijzen op de mogelijkheid dat volwassen GSC's veel van de hindernissen kunnen overwinnen die nog steeds worden geconfronteerd met alternatieve benaderingen.
In tegenstelling tot embryonale stamcellen, die de vernietiging van menselijke embryo's vereisen en immunologische uitdagingen vormen omdat het lichaam van een patiënt vreemde cellen zal afstoten, hebben volwassen GSC's geen embryo's nodig en zouden ze door patiënten moeten worden getolereerd omdat ze van hun eigen cellen zijn gemaakt. Volwassen GSC's moeten ook veelzijdiger zijn dan andere typen volwassen stamcellen, die doorgaans slechts één of enkele typen gedifferentieerde cellen kunnen opleveren.
Bovendien, in tegenstelling tot geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPS), die worden gemaakt door embryonale stamcelgenen in normale volwassen cellen te manipuleren met behulp van retrovirussen, vereisen de volwassen GSC's geen significante manipulaties en vermijden ze daarom de bijbehorende kankerrisico's.
Skutella zegt dat zijn resultaten vergelijkbaar zijn met die van recente experimenten op muizen, maar dat het veel lastiger was om de juiste soort cellen bij mensen te isoleren. Je kunt de kracht van genetica gebruiken om transgene muizen te maken met groene spermatogonia om deze cellen gemakkelijk te isoleren, zegt hij. Maar voor regeneratieve geneeskunde is het essentieel om het menselijke systeem te gebruiken. We kunnen natuurlijk geen transgene mensen maken, dus moesten we terug naar de wortels van de celbiologie en een combinatie van dingen proberen om de stamcellen te isoleren.
Met behulp van 22 testis-weefselmonsters van mannen van 17 tot 81 jaar, isoleerden de onderzoekers spermatogoniale stamcellen met behulp van magnetische kralen die fysiek de juiste cellen uit de celmix trokken. Deze bolletjes werden gecoat met een antilichaam dat een oppervlaktemolecuul herkent dat verrijkt is op kiembaancellen. De onderzoekers volgden dit met nog twee zuiveringsrondes: een die coatings van kweekschalen gebruikten die bij voorkeur aan kiemlijncellen hechten, en een tweede die coatings gebruikten die aan somatische (niet-kiemlijne) cellen hechten.
Door leukemieremmende factor (LIF) toe te voegen - een molecuul dat normaal wordt gebruikt om te voorkomen dat embryonale stamcellen differentiëren - slaagde het team erin de resulterende spermatogoniale stamcellen om te zetten in stamcellen die veel meer op embryonale stamcellen leken en een vergelijkbare variëteit kunnen vormen van celtypen.
Skutella denkt dat kiemstamcellen fundamenteel beter vatbaar zijn voor herprogrammering dan cellen die niet deelnemen aan de kiembaan (de productie van sperma of eicellen). Ter ondersteuning hiervan was eerder een vergelijkbare transformatie in pluripotente cellen waargenomen met primordiale kiemcellen - cellen in het embryo die later sperma- en ei-precursoren gaan vormen. Maar om deze kiemcellen te verkrijgen, moet het embryo worden vernietigd, terwijl de volwassen testikelcellen dit probleem niet hebben. Het DNA van kiemcellen staat meer open voor manipulaties, dus ze hebben voordelen in vergelijking met andere volwassen stamcellen, zegt Skutella.
Fari Izadyar, directeur wetenschappelijke ontwikkeling voor het kiembaanstamcelprogramma bij biotechbedrijf PrimeGen, zegt dat zijn team ook veelbelovende resultaten heeft geboekt met het differentiëren van menselijk testisweefsel tot hart-, hersen-, bot- en kraakbeencellen, hoewel het bedrijf de gegevens nog niet gepubliceerd. Het was moeilijk om consistente resultaten te produceren zonder een constante toevoer van normaal menselijk testisweefsel, zegt hij.
Hoewel het uitgangsmateriaal gemakkelijk te verkrijgen is met kleine testiculaire biopsieën, geeft Skutella toe dat zijn methode om stabiele pluripotente kiemstamcellijnen te produceren enkele maanden in beslag neemt, en dat dit moet worden versneld als de cellen therapeutisch worden gebruikt. We zijn momenteel op zoek naar manieren om onze verrijkingsprocedure te verbeteren door meer specifieke celoppervlaktemoleculen te vinden die kunnen worden gebruikt om de cellen in de toekomst sneller te isoleren, zegt hij.
Een andere open vraag is of en hoe vrouwen kunnen profiteren van de ontdekking. Skutella stelt dat mannelijke kiemstamcellen op zijn minst kunnen worden gebruikt om vrouwen te behandelen op vrijwel dezelfde manier als beenmerg wordt gebruikt bij kankertherapie: door een nauw verwante mannelijke donor te vinden en de patiënt te behandelen met immunosuppressiva, om te voorkomen dat het lichaam van het afwijzen van de cellen.
Maar anderen zijn hoopvol dat vergelijkbare veelzijdige stamcellen kunnen worden verkregen uit het vrouwelijke voortplantingsstelsel. Antonin Bukovsky van de Universiteit van Knoxville, in Tennessee, heeft eerder stamcellen gevonden op het oppervlak van de eierstok en erin geslaagd om ze te differentiëren tot neuronale cellen. Ik denk dat deze cellen een vergelijkbaar potentieel hebben als de testikels, en ze zouden net zo gemakkelijk te verkrijgen zijn, zegt hij. Je zou alleen het oppervlak van de eierstok hoeven te borstelen, en we weten al dat ze nog steeds bestaan bij vrouwen van hoge leeftijd.