In experimenten met fruitvliegen,
Johns Hopkins hebben wetenschappers hersteld van het insect sperma maken stamcellen door triggering cellen op de weg om sperma om koers te wijzigen. De onverwachte bevindingen zijn beschreven in de 13 mei nummer van
Science. Net als alle stamcellen, kan de fruitvlieg het sperma van het maken van stamcellen vernieuwen zichzelf of zich kunnen ontwikkelen tot meer gespecialiseerde cellen - uiteindelijk zaadcellen in dit geval. Terwijl een paar soorten vrij gespecialiseerde cellen kan natuurlijk terug te keren naar hun stamcellen ontstaan soms - denk hergroei van de salamanders 'verloren ledematen - de onderzoekers experimenten document wat wordt beschouwd als een van de eerste duidelijke voorbeelden van een kunstmatig veroorzaakt omkering van lot van de cel in een volwassen dier.
"Met een paar uitzonderingen, men denkt dat als cellen beginnen het pad in de richting van specialisatie, kunnen ze niet terug", zegt Erika Matunis, Ph.D., assistent-professor in cel-biologie in Hopkins 'Institute for Basic Biomedische Wetenschappen. "Maar we hebben duidelijk aangetoond in fruitvliegen die verloren zaadcellen maken van stamcellen kunnen worden vervangen, niet door de replicatie van de resterende stamcellen, maar door de omkering van de meer gespecialiseerde cellen."
De Hopkins team bestudeerde fruitvliegen, waarvan "Niet te specialiseren" signaal voor stamcellen kunnen worden aan-of uitgezet door het veranderen van de temperatuur om hen heen. In experimenten om te onderzoeken wat er gebeurt wanneer het signaal wordt uitgeschakeld en vervolgens weer ingeschakeld, tweedejaars student Crista Brawley ontdekte dat cellen die zijn twee stappen - maar niet meer - uit de buurt van hun stamcel herkomst kunnen terugkeren naar de meer primitieve staat.
Inzicht in hoe en tot welk punt gespecialiseerde cellen kan natuurlijk omgekeerde zou kunnen helpen wetenschappers erachter te komen hoe stamcellen te gebruiken om verloren of beschadigde weefsel, of hoe de resterende weefsel trigger om beter te genezen zichzelf te regenereren. Er is geen onmiddellijke toepassing voor mensen, echter, omdat er weinig bekend is over het bijbehorende proces bij de mens.
"In fruitvliegjes, letterlijk kunnen we elke stengel cellen in de testis, want we kunnen detecteren eiwitten die hen onderscheiden, en we weten precies waar de stamcellen zouden moeten zijn", zegt Matunis. "In fruitvliegjes, weten we ook het signaal dat de stamcellen houdt in hun primitieve staat, en we kunnen uitzetten en weer aan. We hebben geen van deze informatie hebben voor mensen, of zelfs voor muizen."
In de fruitvliegjes, worden zaadcellen gemaakt door een systeem dat bestaat uit een framboos-achtige cluster van sperma te maken stamcellen gecentreerd rond een "hub". De hub geeft een chemisch signaal dat alleen vertelt het dichtst cellen behouden hun stamcellen status. Wanneer een van deze stamcellen in tweeën verdeelt, de "dochter" cel het dichtst bij de naaf blijft een stamceltransplantatie, terwijl de een iets verder weg komt een stap dichter bij zijn sperma. Deze meer-verre dochter cellen, de zogenaamde gonialblasts, worden dan cellen genaamd spermatogonia, die elk een aantal keer verdeelt voordat hij spermatocyten, voorlopers van sperma.