Review: hoe dragen nieuwe technologieën bij aan de kennis over bloedvorming tijdens de ontwikkeling?

Bloedstamcellen, ook wel hematopoëtische stamcellen (HSCs) genoemd, worden gevormd tijdens de vroege ontwikkeling. Deze stamcellen zijn tijdens het hele leven verantwoordelijk voor de productie van alle cellen die in het bloed aanwezig zijn. De transplantatie van HSCs van gezonde donoren is meestal de enige mogelijkheid tot genezing van patiënten met bloedziekten. Op dit moment is er echter een groot tekort aan geschikte HSCs van gezonde donoren. Ondanks tientallen jaren onderzoek is het bovendien nog altijd niet mogelijk om deze cellen buiten het lichaam, in vitro, te produceren, waardoor het tekort blijft bestaan. Om hier verandering in te brengen is onderzoek naar de manier waarop bloedstamcellen in levende organismen, in vivo, veranderen in bruikbare HSCs essentieel.

De aorta: de oorsprong van HSCs

HSCs worden gevormd in een vroeg stadium van de ontwikkeling van het lichaam: de embryonale fase. De cellen worden gevormd uit hemogene endotheelcellen, specifieke cellen in de wand van de aorta. Om functioneel te zijn, moeten HSCs het vermogen krijgen om andere bloedcellen te vormen en zichzelf te vernieuwen; op die manier blijft hun populatie constant.

Door uitgebreid onderzoek is duidelijk geworden dat de aorta een unieke groeiomgeving biedt die HSCs nodig hebben om te ontwikkelen tot functionele cellen. Door verschillende, nog onbekende, interacties tussen de endotheelcellen en de voorlopers van de stamcellen worden complexe processen in gang gezet. Dit leidt tot de vorming van de uiteindelijke HSCs. Onderzoek naar deze specifieke interacties kan inzicht geven in het ontstaan van de stamcellen. Met deze informatie zou een aorta-achtige omgeving kunnen worden nagebootst in het laboratorium.

Genetische analyses om de aorta te leren kennen

Aangezien de precieze processen die zich afspelen in de aorta nog niet goed begrepen worden, is een uitgebreide aanpak nodig om het complexe netwerk in kaart te brengen. De studies die deze processen onderzoeken maken dan ook gebruik van veel verschillende nieuwe technieken. Daarmee bevestigen ze de complexiteit van de interacties tussen de aorta en HSCs – zo schrijven Weijts en collega’s. In hun review bespreken zij hoe de data die voortkomt uit deze studies gebruikt kan worden om de productie van HSCs in het lab mogelijk te maken.

Nieuwe technieken bieden zicht op het kweken van HSCs

Door de ontwikkelingen op het gebied van genetische technieken is het mogelijk om op een efficiënte manier veel informatie te verkrijgen over allerlei processen die plaatsvinden in de cel. Echter, dit leidt ook tot een grote hoeveelheid data. De uitdaging is dan ook om alle verkregen informatie samen te voegen en inzicht te krijgen in de rol van de aorta in de ontwikkeling van HSCs. Hopelijk bieden deze inzichten uiteindelijk de mogelijkheid om HSCs te produceren in het laboratorium.

Publicatie

Weijts B, Yvernogeau L and Robin C (2021). Recent Advances in Developmental Hematopoiesis: Diving Deeper With New Technologies. Front. Immunol. 12:790379. doi: 10.3389/fimmu.2021.790379