Nieuwe “in silico” methode voor het identificeren van stamcellen

Wetenschappers van het Hubrecht Instituut en het UMC Utrecht hebben een algoritme ontwikkeld, genaamd StemID, voor het afleiden van lineage trees en de identificatie van stamcellen uit single cell mRNA sequencing data. De studie is deze week gepubliceerd in Cell Stem Cell.

Gedurende de levensduur van een organisme, ondergaan mitotische weefsels constante vernieuwing. Zo wordt de darm elke 3 tot 4 dagen vernieuwd, en huid elke 4 weken. Essentieel voor deze processen zijn onze stamcellen, zij kunnen delen en vernieuwen en differentiëren tot gespecialiseerde celtypes. Het kennen van de identiteit van de stamcel is cruciaal voor het begrip weefsel homeostase en aberraties bij ziekte.

De wetenschappers, onder leiding van directeur van het Hubrecht Instituut Alexander van Oudenaarden, hebben een algoritme ontwikkeld dat stamcellen kan identificeren tussen alle detecteerbare celtypes binnen een populatie met behulp van single-cell transcriptomics data.

StemID

De methode groepeert eerst alle soortgelijke cellen in clusters op basis van hun transcriptoom. Deze clusters komen overeen met de celtypen die in het volwassen weefsel worden bestudeerd. Vervolgens wordt een lineage tree berekend die de verbanden in ontwikkeling tussen alle clusters afleidt. De stamcellen kunnen vervolgens worden geïdentificeerd door het vinden van het cluster met de meeste verbindingen en het minst gespecialiseerde transcriptoom. StemID was succesvol in het vinden van volwassen stamcellen in de darm en het bloed. StemID identificeert ook potentiële stamcellen in de humane alvleesklier.

Stamcellen vinden

Volwassen stamcellen zijn erg belangrijk vanwege hun enorme therapeutisch potentieel. Omdat ze zichzelf kunnen vernieuwen en tot verscheidene gedifferentieerde celtypen kunnen specialiseren, zouden ze gebruikt kunnen worden voor behandeling van diverse ziekten. In sommige weefsels, zoals de dunne darm, zijn de volwassen stamcellen bekend. In andere weefsels, zoals de pancreas, is er weinig bekend over de aanwezigheid van stamcellen. Het vinden van stamcellen in deze weefsels kan van grote waarde zijn voor het begrijpen van hoe volwassen weefsel onderhouden wordt en kan veel impact hebben op klinisch onderzoek.