211service.com
Stamcellen maken geboorteafwijkingen ongedaan
Door stamcellen rechtstreeks in de hersenen te injecteren, hebben wetenschappers met succes neurale geboorteafwijkingen ongedaan gemaakt bij muizen van wie de moeder tijdens de zwangerschap heroïne kreeg. Hoewel de meeste getransplanteerde cellen het niet overleefden, zetten ze de eigen hersencellen ertoe aan uitgebreide reparaties uit te voeren.
Schade herstellen: Neurale stamcellen, groen gemarkeerd met een fluorescerende kleurstof, zijn getransplanteerd tussen de hersencellen (rood) van een muis die met hersenbeschadiging werd geboren nadat zijn moeder tijdens de zwangerschap heroïne had gekregen. Transplantaties zoals deze leken de cellulaire, biochemische en gedragsdefecten van muizen die door heroïne waren beschadigd, effectief te herstellen.
Getransplanteerde stamcellen hebben eerder veelbelovend getoond in het omkeren van hersenschade veroorzaakt door beroertes, evenals door neurologische ziekten zoals Parkinson, Alzheimer en Huntington. Maar het gebruik ervan bij de behandeling van geboorteafwijkingen is relatief nieuw. De afgelopen jaren hebben een handvol onderzoeksteams op stamcellen gebaseerde therapieën ontwikkeld voor knaagdieren met echte of gesimuleerde geboorteafwijkingen in de hersenen.
Joseph Yanai , directeur van het Ross Laboratory for Studies in Neural Birth Defects at the Hebreeuwse Universiteit-Hadassah Medical School , in Jeruzalem, zegt dat stamceltherapieën ideaal zijn voor de behandeling van geboorteafwijkingen waarbij het mechanisme van schade veelzijdig is en slecht wordt begrepen. Als je neurale stamcellen gebruikt, zegt Yanai, zijn dat je kleine dokters. Ze zoeken naar het defect, stellen een diagnose en maken onderscheid in wat nodig is om het defect te herstellen. Ze doen in zekere zin mijn werk.
Yanai en zijn collega's begonnen met muizen die in de baarmoeder waren blootgesteld aan heroïne. Deze muizen hebben leerachterstanden; wanneer ze bijvoorbeeld in een bak met troebel water worden geplaatst, duurt het langer dan normale muizen om hun weg terug te vinden naar een ondergedompeld platform. En in hun hippocampus - een gebied van de hersenen dat wordt geassocieerd met geheugen en navigatie - worden cruciale biochemische paden verstoord en worden er minder nieuwe cellen geproduceerd.
Al die problemen worden snel opgelost wanneer de onderzoekers neurale stamcellen afkomstig van embryonale muizen injecteren in de hersenen van de aan heroïne blootgestelde dieren. Tijdens het zwemmen haalden de behandelde muizen hun normale tegenhangers in en verdwenen hun cellulaire en biochemische tekorten. Yanai maakte deze bevindingen bekend in 2007 en 2008 .
Dergelijke dramatische resultaten waren verrassend, aangezien slechts een fractie van een procent van de getransplanteerde stamcellen in de hersenen van de muizen overleefde. Maar ze zijn consistent met een opkomende consensus over hoe volwassen stamcellen hun vele functies vervullen door middel van zogenaamde omstanders- of chaperonne-effecten. Naast het simpelweg genereren van vervangingen voor beschadigde cellen, lijken stamcellen signalen te produceren die andere cellen aansporen om normaal orgaanonderhoud uit te voeren en schadebeheersing te initiëren.
Het chaperonne-effect is een belangrijk aspect van stamcelbiologie dat simpelweg te weinig wordt erkend, zegt Evan Snyder , die leiding geeft aan het Stem Cell Research Center van het Burnham Institute for Medical Research, in Californië, en wiens onderzoeksgroep de term in 2002 bedacht. Dat is misschien het laaghangende fruit op het gebied van stamcellen - hiervan profiteren, en niet het celvervangende aspect waarvan we altijd dachten dat het de sleutel zou zijn tot stamcelbiologie in de regeneratieve geneeskunde.
Cesar Borlongan, een professor en vice-voorzitter voor onderzoek in de afdeling neurochirurgie van de University of South Florida College of Medicine , gebruikt een ander model om het gebruik van stamcelbehandeling voor baby's met hersenbeschadiging te onderzoeken. Door opzettelijk de bloed- en zuurstoftoevoer naar de hersenen van pasgeboren ratten te beperken, simuleren hij en zijn collega's de effecten van een beroerte bij een baby - een verwoestende gebeurtenis die onbehandelbaar hersenletsel veroorzaakt bij pasgeboren mensen.
Net als Yanai ontdekte Borlongan dat het injecteren van stamcellen in de hersenen van de aangetaste ratten een aantal van de gedragstekorten die vóór de behandeling werden waargenomen, ongedaan maakte. De behandelde ratten konden bijvoorbeeld langere tijd balanceren op een roterende staaf.
Om dit soort therapie dichter bij klinische tests bij mensen te brengen, heeft Borlongan geëxperimenteerd met intraveneuze toediening van de stamcellen. Afgelopen juli, in de online versie van de Journal of cerebrale bloedstroom en metabolisme , kondigden hij en zijn collega's aan dat getransplanteerde stamcellen hetzelfde resultaat gaven bij ratten, ongeacht of ze intraveneus werden toegediend of rechtstreeks in de hersenen werden geïnjecteerd.
Yanai heeft vergelijkbaar succes geboekt met intraveneuze toediening in zijn heroïne-blootstellingsmodel, dat hij van plan is dit jaar aan te kondigen op de jaarlijkse bijeenkomst van de Internationale Vereniging voor Stamcelonderzoek , in Barcelona.
De geïnjecteerde stamcellen kunnen om twee redenen vanuit de bloedbaan naar de hersenen migreren, zegt Borlongan. Ten eerste zenden de gewonde hersenen chemische signalen uit die de cellen rekruteren. En ten tweede kan hersenbeschadiging de bloed-hersenbarrière aantasten, die normaal gesproken regelt welke stoffen de drempel naar de hersenen kunnen overschrijden.
Niet iedereen is echter enthousiast over de intraveneuze benadering. Darwin prockop , directeur van de Instituut voor Regeneratieve Geneeskunde aan het Texas A&M Health Science Center College of Medicine, waarschuwt dat de geïnjecteerde cellen zich kunnen nestelen in andere organen, met name de longen, en ongewenste en zelfs dodelijke bijwerkingen veroorzaken. En volgens Evan Snyder is het misschien niet nodig om via de bloedbaan naar binnen te gaan; zijn groep heeft geen grote risico's gezien die verband houden met directe herseninjectie, een route die hij klinisch haalbaar acht bij mensen.
Maar al deze therapieën omvatten het introduceren van vreemde cellen in het lichaam en lopen daarom het risico een potentieel gevaarlijke immuunrespons uit te lokken. In de meeste onderzoeken tot nu toe worden de behandelde knaagdieren gedoseerd met krachtige immunosuppressiva. Yanai onderzoekt momenteel gepersonaliseerde behandelingen om dit probleem te omzeilen: cellen worden geëxtraheerd uit het te behandelen dier, overgehaald om terug te keren naar een stamcelachtige staat en vervolgens getransplanteerd. Omdat ze afkomstig zijn van het behandelde dier, worden de cellen als zichzelf herkend en door het immuunsysteem genegeerd.
Onlangs heeft Borlongan ontdekt dat immunosuppressiva niet nodig zijn in het baby-beroerte-model. Omdat hij de knaagdieren op zeer jonge leeftijd behandelt, lijkt hun nog onvolgroeide immuunsysteem relatief onaangedaan door de getransplanteerde stamcellen. Borlongan merkt op dat een lage immuunrespons eigenlijk nuttig kan zijn: door het aantal cellen dat op de lange termijn overleeft te verminderen, kan het de kans verkleinen dat geïnjecteerde cellen zich ongecontroleerd vermenigvuldigen en tumoren vormen.
Desalniettemin is volgens Prockop het risico op tumoren een ernstige zorg bij elke therapie op basis van stamcellen. En hoewel hij optimistisch is over de toekomst van celtherapieën voor de behandeling van een breed scala aan ziekten, dringt hij aan op voorzichtigheid en gewetensbezwaren bij het overwegen van ernstige geboorteafwijkingen. Het grote gevaar is dat je een kind kunt nemen dat gedoemd is om binnen een paar jaar te sterven, en dat kind een levenslange invalide kunt maken die voortdurende verpleging nodig heeft, zegt hij. Dus de vooruitzichten, als je er goed over nadenkt, zijn buitengewoon zorgwekkend. Als u geen volledige genezing krijgt, doet u mogelijk meer kwaad dan goed.