‘Kleine’ moleculen maken stamcelproductie 200 keer efficiënter

Het herprogrammeren van menselijke huidcellen tot pluripotente stamcellen gaat 200 keer efficiënter wanneer je drie ‘kleine’moleculen uit de geneesmiddelenkeuken toevoegt. Bovendien neemt het proces nog maar twee weken in beslag in plaats van vier, zo melden Sheng Ding (Scripps Research Institute, Californië) en collega’s op de website van Nature Methods.

Dat dat herprogrammeren überhaupt lukt, is bekend sinds eind 2007. Het komt er op neer dat je via een virus een aantal extra genen (meestal vier) in de cellen brengt. Die gaan dan transcriptiefactoren produceren die de eigen genen van de cel beïnvloeden en zo de specialisatie tot huidcel terugdraaien.

De belofte was dat je uiteindelijk geen stamcellen meer uit embryo’s zou hoeven te winnen, en zo de ethische angel uit het hele stamcellenverhaal zou kunnen halen. Maar er waren twee problemen: het inbrengen van extra genen is een risico (vooral als er een paar bekende kankerverwekkers bij blijken te zitten) en de operatie lukte maar bij 1 op de 10.000 cellen.

Op het eerste problem vond Ding eerder dit jaar al een oplossing: het blijkt ook te werken wanneer je niet de genen toevoegt, maar de eiwitten die ze moeten produceren.

Om het tweede punt op te lossen heeft hij nog eens goed gekeken naar de biochemie van huidcellen. In de huid verloopt van nature het zogeheten MEK-proces waarbij mesenchymale stamcellen worden omgezet in epitheelcellen. En opvallend is dat je tijdens het herprogrammeren van fibroblasten tot stamcellen ook biomarkers ziet opduiken die met epitheelcellen worden geassocieerd.

Als je nu ‘geneesmiddelachtige’ moleculen toevoegt die invloed hebben op het MEK-proces en daarmee samenhangende routes, dan beïnvloed je daarmee wellicht ook het herprogrammeringsproces, zo luidde Dings redenering. En inderdaad: de combinatie van ALK5-inhibitor SB43142 en MEK-inhibitor PD0325901 bleek de kans op succesvolle herprogrammering met een factor 100 te vergroten.

Voeg je dan ook nog Thiazovivin toe, een recent ontdekte verbinding die bij een eerdere screening de overlevingskansen bij het splitsen van celkolonies bleek te vergroten, dan kom je uiteindelijk op die 200 keer grotere efficiëntie na twee weken uit.

Over het achterliggende biochemische mechanisme kunnen we kort zijn: daar hebben de auteurs zelf ook nog geen idee van.

bron: Scripps Research Institute, BBC News