Onderzoekers hebben uit menselijke stamcellen nieuwe embryo-achtige structuren weten te maken. Deze structuren – inmiddels bekroond met de naam ‘hematoïden’ – hebben na ongeveer twee weken in het lab uit zichzelf bloed weten te produceren.
De hematoïden produceren trouwens niet zomaar bloed, maar bloedstamcellen. Die kunnen het best omschreven worden als de ‘moedercellen’ van het bloed: ze kunnen zich doorontwikkelen tot tal van verschillende soorten bloedcellen. Denk bijvoorbeeld aan zuurstofdragende rode bloedcellen of aan witte bloedcellen die ons immuunsysteem vormen. Bij de hematoïden zien de onderzoekers dat dit natuurlijke programma op gang komt zonder dat daar iets anders voor nodig is. En dat is nog niet alles: binnen hetzelfde systeem verschenen zelfs kloppende hartcellen. De resultaten zijn gepubliceerd in Cell Reports.
Spannend moment
De ontdekking liet niet alleen het mini-hart in het petrischaaltje, maar ook de harten van het team sneller kloppen. “Het was een spannend moment toen de bloedrode kleur in het schaaltje verscheen. Het was met het blote oog zichtbaar,” zegt meewerkend expert Jitesh Neupane van de University of Cambridge. “Ons nieuwe model bootst de bloedsontwikkeling van een foetus na in het lab. Dit werpt licht op hoe bloedcellen zich van nature vormen tijdens de ontwikkeling van het embryo. We zien kansen om de effectiviteit van medicijnen te verbeteren, vroege bloed- en immuunontwikkeling te bestuderen en mogelijk zelfs bloedziekten zoals leukemie beter te begrijpen.”
De onderzoekers volgden voor het onderzoek stap voor stap hoe de hematoïden in het lab tot stand kwamen. Op dag twee was de fundering al gelegd waaruit uiteindelijk alle organen en weefsels zouden ontstaan – inclusief het bloed. Rond dag acht doken kloppende hartcellen op. Na dertien dagen verschenen rode plekken: de eerste zichtbare tekenen van bloedvorming. Met aanvullende methoden lieten de onderzoekers zien dat de bloedstamcellen in hematoïden zich kunnen ontwikkelen tot uiteenlopende bloedceltypen, waaronder gespecialiseerde immuuncellen zoals T-cellen.
Het is belangrijk om te noemen dat de hematoïden wezenlijk verschillen van ‘echte’ menselijke embryo’s. Naast het feit dat ze verschillende soorten weefsels niet ontwikkelen hebben ze bijvoorbeeld ook geen toegang tot een placenta – die wel nodig is om groter te kunnen worden. Ze kunnen dus niet uitgroeien tot een ‘echte’ foetus. Ondanks dat kunnen ze dus wel een ander doel dienen: ze kunnen dienst doen als een model dat zeer vroege, normaal onzichtbare ontwikkelingsstappen veilig en gecontroleerd in het lab benaderbaar maakt.
“Dit model biedt een krachtige nieuwe manier om bloedsontwikkeling in het vroege menselijke embryo te bestuderen,” zegt teamlid Azim Surani. “Hoewel het nog in een vroeg stadium is markeert het vermogen om menselijke bloedcellen in het lab te produceren een belangrijke stap richting nieuwe therapieën die de eigen cellen van een patiënt gebruiken om beschadigd weefsel te herstellen.”
Baarmoeder
De resultaten van het onderzoek zijn best relevant te noemen. Dit is omdat de hematoïden een ontwikkelingsstadium bereiken dat grofweg overeenkomt met de vierde of vijfde week van een echte zwangerschap. Dit is een fase waarin het embryo bij mensen moeilijk te bestuderen is, omdat deze dan al in de baarmoeder is ingenesteld. Door dit onderzoek kunnen wetenschappers nu beter onderzoek doen naar de belangrijke veranderingen die dan plaatsvinden wat betreft de vorming van bloedcellen en het immuunsysteem. Dat helpt vooral bij het beter begrijpen van aangeboren bloedziekten.
Het onderzoek doet ook een belofte voor de lange termijn: de gebruikte stamcellen kunnen uit vrijwel elke lichaamscel van een patiënt worden gemaakt. In theorie betekent dit dat iemand gepersonaliseerde zorg kan ontvangen, bijvoorbeeld doordat ze bloed voor je ‘kweken’ dat gemaakt is met behulp van je eigen (stam)cellen. Ondanks die toekomstmuziek is het belangrijk om voorzichtig te zijn: het gaat waarschijnlijk nog wel even duren totdat die belofte werkelijkheid wordt.
Ook elke dag vers het laatste wetenschapsnieuws in je inbox? Of elke week?
Schrijf je hier in voor de nieuwsbrief!
Luister ook naar de Scientias Podcast:
