Stamcellen ontwikkelen zich tot botweefsel als ze denken dat ze op een harde ondergrond zitten. En dat heeft minstens zo veel met de structuur van die ondergrond te maken als met de werkelijke hardheid, schrijft de Nijmeegse hoogleraarWilhelm Huck op de website van Nature Materials.

Tot nu toe werd algemeen aangenomen dat het juist wel om die werkelijke stijfheid draaide. Op een zachte ondergrond besluiten stamcellen om bijvoorbeeld tot vet te differentiëren, op een hard oppervlak kiezen ze er voor om bot te worden. In 2005 lanceerde Dennis Discher (University of Pennsylvania) die hypothese voor het eerst in Science. En hoewel sommigen moeite hadden om zijn resultaten te reproduceren, zag niemand reden om er serieus aan te twijfelen.

Huck heeft nu ontdekt dat het net iets anders werkt. Tussen stamcel en ondergrond zit altijd een laagje collageen-eiwitvezels. Het enige dat de cel registreert, is de doorbuiging van dit vezelmatje.

En die doorbuiging is sterk afhankelijk van de manier waarop het collageen op de ondergrond verankerd zit. Discher gebruikte daarvoor hydrogels, dat zijn polymeernetwerken die gevuld zijn met water. Het collageen hecht alleen aan het polymeer. Hoe breder de strook water tussen twee polymeervezels, des te verder het collageen kan doorbuigen. Huck vergelijkt het graag met een plank over de sloot.

In de praktijk is een hydrogel met veel water ook inderdaad zachter; Dischers interpretatie was dan ook zo gek nog niet.

Huck kwam toevallig achter de waarheid toen hij wat proefjes deed met siliconenrubber als ondergrond. Daarop kan collageen zich over de gehele lengte stevig verankeren. Met als gevolg dat de flexibiliteit van dat rubber niet merkbaar meer uit blijkt te maken.

Hoe de doorbuiging van het collageen wordt vertaald naar stamceldifferentiatie, blijft voorlopig gissen. Mogelijk worden ergens in de cel eiwitten opgerekt waardoor actieve plekken vrijkome, maar dat is voorlopig niet meer dan een theorie.

bron: Nature Materials (met dank aan Wilhelm Huck)