Na een decennium van onderzoek, zijn de wetenschappers van het Howard Hughes Medical Institute in het herprogrammeren van volwassen stamcellen van de testikels van mannelijke muizen in functioneel bloedvat en samentrekbaar hartweefsel geslaagd.
Het onderzoek biedt een veelbelovende nieuwe bron van stamcellen voor aan gebruik in de studies van de orgaanregeneratie.
Sommige wetenschappers denken dat de orgaan-specifieke volwassen stamcellen het zelfde therapeutische potentieel kunnen aanbieden zoals embryonale stamcellen, zonder de ethische zorgen of het risico van immune verwerping die met de embryonale therapie van de stamcel worden geassocieerd. Nochtans, kunnen de volwassen stamcellen de plasticiteit en pluripotency van de capaciteit van embryonale stamcellen niet hebben om het even welk celtype te produceren. De studie van volwassen stamcellen is ook beperkt door hun relatieve schaarste in diverse organen en begeleidende moeilijkheden in het identificeren van en het oogsten van hen, evenals het onderscheiden van hen in grote hoeveelheden in functionele vascularized weefsels.
HHMI de onderzoeker Shahin Rafii en zijn collega's bij de Medische Universiteit van Weill Cornell schijnen om sommige van deze problemen in mannelijke muizen opgelost te hebben. Gebruikend spermatogonial die vooroudercellen uit de testikels van de muis worden verkregen, herprogrammeerden de onderzoekers de cellen om multipotent volwassen spermatogonial-afgeleide stamcellen te vormen. Als het zelfde met menselijke cellen kan worden gedaan, zeggen zij, kunnen de volwassen stamcellen een veelbelovende bron van nieuwe therapie voor mensen, voor ziekten zoals vaatziekten, hartkwaal, Alzheimer, Parkinson, slag, diabetes, en zelfs kanker zijn.
De Wetenschappers hebben goed succes in het afleiden van pluripotent stamcellenvariëteiten - die met de capaciteit om zich tot veelvoudige celtypes te ontwikkelen gehad -- van volwassen testikelscellen. Maar slechts heeft een kleine ondergroep van cellen van de testikels het potentieel pluripotent te worden, en tot nu toe, hebben de onderzoekers een middel niet gehad om hen te identificeren en te isoleren.
In een document online in 20 wordt gepubliceerd September, rapporteren 2007, de kwestie van de dagboekAard, Rafii en de collega's op de Medische Universiteit van Weill Cornell en het HerdenkingsCentrum van Kanker sloan-Kettering dat zij een nieuwe teller hebben geïdentificeerd van de celoppervlakte die op een unieke reeks cellen binnen volwassen die testikels uitgedrukt wordt als de spermatogonial stam en vooroudercellen (SPCs die) wordt bekend. De teller, GPR125, liet de wetenschappers toe om een groot aantal van SPCs van volwassen muistestikels te identificeren en te oogsten, dan hen verspreiden en herprogrammeren in het laboratorium om stamcellen te worden die in vele celtypes konden onderscheiden.
De onderzoekers toonden aan dat deze multipotent volwassen spermatogonial-afgeleide stamcellen (MASCs) zich in vivo tot werkend bloedvaten (endothelial) cellen en weefsel, evenals samentrekbaar hartweefsel, hersenencellen, en een gastheer van andere celtypes konden ontwikkelen. Zij spoten ook MASCs van cultuur in blastocysts-embryonale muis in cel-die zij in rijpe vrouwelijke muizen inplanteerden. Toen blastocysts zich tot muizen ontwikkelden, konden de onderzoekers zien dat MASCs in vele soorten weefsel had onderscheiden. Deze gegevens stelden voor dat MASCs echt multipotent is: herprogrammeerbaar om in functionele weefsels te onderscheiden.
Tien jaar geleden, merkte Rafii op dat de menselijke testicular kankercellen vele kenmerken met volwassen stamcellen delen. Als oncoloog, merkte hij ook op dat een groot aantal patiënten met testicular kanker tumors genoemd teratomas ontwikkelt, die verschillende types van weefsel bevatten. Gebaseerd op deze observaties, redeneerde hij dat de spermatogonia, de waarvan enige functie de voorlopers aan sperma te produceren is, het potentieel hebben tot pluripotent cellen gemakkelijk om te leiden. Als dusdanig, dacht hij, zouden zij ontvankelijker kunnen blijken voor het herprogrammeren dan andere volwassen stamcellen.
Gebruikend de studies van het genonderzoek, ontdekten Rafii en de collega's een potentiële specifieke oppervlakteteller op SPCs. De Vergelijking van alle cellen in de volwassen testikel toonde aan dat deze g-Eiwit gekoppelde die receptor, als GPR125 wordt bekend, op SPCs, maar niet andere rijpe kiemcellen werd uitgedrukt. Met in hand GPR125, kon Rafii grote aantallen van SPCs van volwassen muistestikels isoleren.
Zij zetten ook een hoogst verfijnd cultuursysteem op waarin de vooroudercellen snel groeien en verdelen, creërend een grote bevolking van cellen die in MASCs kan worden omgezet.
„Het blijkt dat deze gespecialiseerde GPR125-Positieve spermatogonial cellen een gemakkelijk verkregen en gemanipuleerde bron van stamcellen met een gelijkaardig vermogen zouden kunnen zijn om nieuwe weefsels te vormen die wij in embryonale stamcellen zien,“ bovengenoemde Rafii. Voor mannelijke patiënten, gelooft hij, „Het kon someday een dadelijk beschikbare bron van stamcellen betekenen die rond ethische kwesties met betrekking tot embryonale stamcellen krijgt. Het vermijdt ook kwesties met betrekking tot de verwerping van de weefseltransplantatie, aangezien deze autologous cellen uit het eigen lichaam van de patiënt.“ komen
Het team van Rafii streeft momenteel een gelijkaardige studie van menselijke testikels na om te bepalen of de stamcellen uit hun spermatogonial vooroudercellen delen pluripotency van de muis MASCs voortkwamen. „Wij geloven dit om in de nabije toekomst een gemakkelijk verkrijgbaar doel te zijn,“ hij zei.
Als zij slagen, blijven verscheidene stappen alvorens dergelijke stamcellen op mensen van toepassing zouden kunnen zijn. „Wij moeten nog de nauwkeurige biochemische en epigenetische „schakelaar“ leren die GPR125-Positieve SPCs om in MASCs vertelt om te zetten,“ bovengenoemde Marco Seandel, een hogere post-doctorale kameraad in het laboratorium van Rafii dat de eerste auteur van het document van de Aard is. „Ontdekkend dat de schakelaar essentieel zal zijn voor onze het kunnen MASCs creëren op bestelling,“
Er is een kans dat de geïnplanteerde die cellen uit MASCs worden afgeleid kanker in de ontvanger kunnen teweegbrengen. Dit is een gebied dat verder onderzoek vereist, bovengenoemde Rafii. Nochtans, nam van hij nota, „Tot dusver, hebben wij geen kanker of bewijsmateriaal van pro-kankeractiviteit in volwassen muizen gezien die met de onderscheiden MASC derivaten van het celweefsel.“ worden geïnplanteerd
Rafii en zijn team heeft de groeiende voorwaarden uitgewerkt die spermatogonial vooroudercellen om zich tot MASC kiemlijnen overhalen te ontwikkelen-- genetisch stabiele stamcellen die blijven voor onbepaalde tijd reproducerend. De de celstudies zijn van de Stam beperkt tot op heden door de schaarste van kiemcellenvariëteiten. „Geen van deze GPR125-Positieve kiemcellenvariëteiten was eerder dadelijk beschikbaar voor genetisch, biochemisch, en de cellulaire analyse door andere laboratoria,“ zegt Rafii. „Wij zijn van plan hen met andere onderzoekers te delen.“
Het laboratorium van Rafii onderzoekt nu of GPR125 kan worden gebruikt om cellen van andere volwassen weefsels te isoleren die in multipotent stamcellen kunnen worden omgezet. Zijn groep is ook begonnen nastrevend een gelijkaardige inspanning in eierstokken. „Het is moeilijker,“ hij zei. „Nochtans, is het mogelijk dat de herprogrammeerbare stamcellen met gelijkaardige eigenschappen aan GPR125-Positieve SPCs ook kunnen bestaan, hoewel bij zeer lage aantallen, in volwassen muis of menselijke eierstokken.“ Zijn laboratorium onderzoekt actief deze intrigerende mogelijkheid, bovengenoemde Rafii.
http://www.hhmi.org/