Meest recent

    Nieuwe studie toont hoe embryonale NMP-cellen ruggenmerg, spieren en been maken

    Een nieuwe studie werpt nieuw licht op de zeldzame cellen die in embryo's van zoogdieren het ruggenmerg, de spieren en de beenderen vormen, de zogenoemde NMP-cellen. De studie toont ook aan dat in het laboratorium vervaardigde NMP-cellen goed lijken op de embryonale, wat de weg opent voor het kweken van die weefsels in het een labo en kan leiden tot nieuwe manieren om degeneratieve ziekten als motor neuron ziekten en musculaire dystrofie te bestuderen.
    In het labo uit NMP's vervaardigde zenuwcellen (rood) en spiercellen (groen).

    In embryo's van zoogdieren worden het ruggenmerg, de spieren en het skelet gemaakt uit een groep van cellen die neuro-mesodermal progenitors (NMP's, neuro-mesodermale voorlopers) genoemd worden. Hoewel die cellen aan de oorsprong liggen van heel wat weefsel in het lichaam, zijn er niet veel van te vinden in een embryo, en ze komen slechts een korte tijd voor. 

    Dat maakt het heel moeilijk om de NMP-cellen te bestuderen, maar een team van het Britse Francis Crick Institute, het Max-Delbrück Center for Molecular Medecine in Berlijn en de University of Edinburgh heeft nu de nieuwste moleculaire technieken toegepast op de NMP's. Overigens maakte ook de Vlaamse biomedicus Filip J. Wymeersch, die aan de University of Edinburgh werkt, deel uit van het onderzoeksteam.

    Met die nieuwe technieken kon het team voor het eerst activiteit in de genen in MNP's vastleggen. De onderzoekers gebruikten een geavanceerde techniek die "single-cell transcriptional profiling" heet, en die individuele cellen analyseert om een gedetailleerd beeld te geven van de activiteit in de genen in elke cel. 

    Die techniek liet het team toe om een "moleculaire handtekening" van de NMP's vast te leggen, en ze toonde ook aan dat NMP's die uit stamcellen gemaakt waren in het labo, zeer goed geleken op de NMP's die in embryo's gevonden worden.

    Voorstelling van gezond spierweefsel (links) en door spierdystrofie aangetast spierweefsel (rechts). In de aangetaste spier is het weefsel ontregeld en is de concentratie van de belangrijke proteïne dystrofine (groen) erg verminderd (illustratie: Cbenner12 via Wikimedia).

    Motor neuron ziekten

    Door de NMP-cellen in een petrischaaltje in het labo te manipuleren, konden de onderzoekers het mechanisme reconstrueren dat de cellen reguleert, en een mathematisch model opstellen dat verklaart hoe de NMP's de juiste hoeveelheden cellen produceren voor het ruggenmerg en de spieren en skelet.

    "Om de ontwikkeling van het embryo probleemloos te laten verlopen, moeten de NMP's de juiste types van cellen maken, en het juiste aantal ervan op het juiste ogenblik. Begrijpen hoe cellen zoals de NMP's "beslissingen" nemen, is dan ook essentieel om de embryonale ontwikkeling te kunnen begrijpen. Single cell profiling-technieken zoals degene die we in onze studie gebruikt hebben, geven ons een inzicht zoals nooit tevoren in dit probleem, en bieden een nieuw en fascinerend beeld van hoe embryo's de verschillende weefsels produceren waaruit volwassenen bestaan", zei dokter James Briscoe op de website van het Francis Crick Institute. Briscoe leidde het onderzoek vanuit dat instituut.

    "Het verbeteren van ons inzicht in de NMP's beantwoordt niet alleen een belangrijk vraag in verband met de ontwikkelingsbiologie, maar het is ook zeer beloftevol in verband met regeneratieve geneeskunde. Het brengt ons een stap dichter bij het punt waarop we weefsel van patiënten met ziekten die hun spieren en motorische neuronen aantasten, kunnen gebruiken om de oorzaken en de voortgang van die ziekten te bestuderen. Dat we in staat zijn cellen te kweken in het laboratorium die zeer goed gelijken op de cellen in het lichaam is daar cruciaal voor", zei dokter Mina Gouti van het Max-Delbrück Center, de eerste auteur van de studie.

    Het gaat dan om motor neuro ziekten, een reeks degeneratieve ziekten die het zenuwstelsel aantasten door de motorische zenuwcellen te vernietigen. Er zijn verschillende soorten motor neuron ziekten, waaronder primaire laterale sclerose, spinale musculaire atrofie en amyotrofische laterale sclerose (ALS), ook bekend als de ziekte van Lou Gehrig. Daarnaast kan de studie ook helpen bij de studie van een andere groep ziekten, die musculaire dystrofie of spierdystrofie genoemd worden. Het gaat om negen erfelijke spierziekten waarvan Duchenne musculaire dystrofie de meest voorkomende is.

    De studie over de NMP's is gepubliceerd in "Developmental Cell".