Weefselvernieuwing in de darm voor het eerst zichtbaar

Onderzoekers van het Hubrecht Instituut uit Utrecht en het UMC Utrecht zijn er in geslaagd de mechanismen zichtbaar te maken die de weefselvernieuwing in de darm reguleren. Deze ontdekking geeft meer inzichten in de werking van stamcellen en biedt aanknopingspunten voor verder onderzoek naar regeneratieve geneeskunde en de behandeling van kanker. Het onderzoek is deze week gepubliceerd in Nature.

Om beschadigingen en slijtage aan weefsels te repareren bevatten veel van onze organen kleine populaties stamcellen die via celdeling zorgen voor de aanvoer van nieuwe jonge cellen. Deze nieuwe cellen specialiseren zich vervolgens om de taken van het betreffende weefsel goed uit te kunnen voeren. De levensloop van nieuw geboren cel tot gespecialiseerde cel wordt precies gecoördineerd door omringende cellen via uitscheiding van eiwit-signalen. Door vorming van een gradiënt van deze signalen, krijgen de cellen instructies waar ze zich bevinden in het weefsel en welke taak ze moeten aannemen. Cellen die de hoogste concentratie signalen ontvangen zullen stamcel-eigenschappen behouden terwijl cellen die een lagere concentratie ontvangen zich gaan specialiseren.

Onder leiding van Hans Clevers van het Hubrecht Instituut en Madelon Maurice van het UMC Utrecht is nu ontdekt hoe een van de belangrijkste groeisignalen voor stamcellen, het Wnt eiwit, een gradiënt vormt in het darm-weefsel. Door een kleine genetische aanpassing is het eiwit-in-actie is nu voor het eerst zichtbaar gemaakt.

De resultaten laten zien dat de Wnt eiwitten in grote mate worden aangemaakt door speciale verzorger-cellen die dicht tegen de stamcellen aanliggen. Zo wordt lokaal een optimaal milieu gecreëerd (de niche) waarin de stamcellen goed gedijen. De Wnt eiwitten hopen zich op aan de buitenkant van de verzorger-cel en worden via direct cel-cel contact overgebracht op de stamcellen. Via deling van de cellen in de niche worden de opgehoopte Wnt eiwitten vervolgens steeds meer verdund zodat er een gradiënt ontstaat.

De gevormde gradiënt van Wnt eiwitten is cruciaal om de balans tussen aanmaak en afbraak van cellen in het weefsel precies te reguleren. Verstoringen in deze balans kunnen ernstige gevolgen hebben: te weinig celdeling leidt tot verlies van weefsel (degeneratie) en te veel celdeling leidt tot kanker. De verkregen inzichten van Clevers en Maurice zijn van belang voor de ontwikkeling van methoden om stamcel- activiteiten te stimuleren tijdens weefselreparatie of te remmen in het geval van kanker.

Farin HF, Jordens I, Mosa M, Basak O, Korving J, Tauriello DVF, de Punder K, Angers S, Peters PJ, Maurice MM, Clevers H. Visualization of a short-range Wnt gradient in the intestinal stem-cell niche. Nature 2016, in press.