VIB bootst vroege ontwikkeling menselijke immuuncellen na
Stamcelmodel biedt nieuwe kijk op Alzheimer
VIB-onderzoekers zijn er voor het eerst in geslaagd menselijke voorlopercellen te kweken waaruit de gespecialiseerde immuuncellen van verschillende organen ontstaan. Het nieuwe model moet onder meer helpen om de rol van microglia bij de ziekte van Alzheimer beter te begrijpen. Op langere termijn rijst zelfs de vraag of slecht functionerende immuuncellen vervangen kunnen worden.
Elk orgaan beschikt over gespecialiseerde immuuncellen, macrofagen, die beschadigd weefsel opruimen en helpen om het orgaan gezond te houden. Deze immuuncellen ontstaan uit voorlopercellen die al bijzonder vroeg in de embryonale ontwikkeling verschijnen. Bij de mens is die ontwikkelingsfase moeilijk te onderzoeken, omdat embryonaal weefsel nauwelijks toegankelijk is. Onderzoeksteams onder leiding van Bart De Strooper en Renzo Mancuso van het Vlaams Instituut voor Biotechnologie (VIB) zijn er in geslaagd deze vroege ontwikkeling in het laboratorium na te bootsen met menselijke stamcellen.
Levend organisme
Om na te gaan of de gekweekte cellen zich ook werkelijk gedroegen als hun natuurlijke tegenhangers, transplanteerden de onderzoekers ze in een levend organisme. Daar vestigden de cellen zich in verschillende organen en pasten ze zich aan hun omgeving aan. In de hersenen ontwikkelden ze zich tot microglia, terwijl ze in de lever, het hart en de nieren uitgroeiden tot de macrofagen die kenmerkend zijn voor die organen. Ze namen er ook de functies over van de menselijke macrofagen die er normaal voorkomen.
De bevindingen tonen aan dat niet alleen de oorsprong van de cellen, maar ook de omgeving waarin ze terechtkomen, bepaalt tot welk type immuuncel ze zich ontwikkelen en welke functie ze opnemen. “Het spannende hieraan is dat we nu menselijke cellen kunnen produceren die niet alleen lijken op cellen uit het vroege ontwikkelingsstadium, maar zich ook zo gedragen”, zegt Renato Mancuso.
Disfunctionele immuuncellen
Het nieuwe model kan belangrijk worden voor het onderzoek naar neurodegeneratieve aandoeningen. Bij de ziekte van Alzheimer lijken bepaalde microglia hun normale rol in de bewaking en het onderhoud van het hersenweefsel niet langer naar behoren te vervullen. Mogelijk dragen ze daardoor bij aan het ziekteproces.
Door zulke cellen vanuit menselijke stamcellen te kweken, kunnen onderzoekers nauwkeuriger bestuderen hoe microglia zich ontwikkelen, hoe ze zich aanpassen aan hun omgeving en wat er gebeurt wanneer hun werking verstoord raakt. Het systeem kan bovendien worden gebruikt om na te gaan of nieuw gevormde, gezonde cellen op termijn bepaalde functies van beschadigde of slecht functionerende microglia zouden kunnen overnemen.
“Met een systeem waarmee we kunnen onderzoeken hoe deze cellen zich ontwikkelen en aanpassen, en hoe ze eventueel vervangen zouden kunnen worden, krijgen we een nieuwe manier om hun rol bij de ziekte te bestuderen”, aldus De Strooper.
De onderzoekers willen op langere termijn nagaan of disfunctionele immuuncellen daadwerkelijk vervangen kunnen worden bij aandoeningen zoals Alzheimer en frontotemporale dementie. Van een behandeling is voorlopig nog geen sprake: het gaat in de eerste plaats om een nieuw onderzoeksmodel waarmee ziekteprocessen beter kunnen worden ontrafeld en mogelijke therapeutische strategieën kunnen worden verkend.