Volwassen cardiale stamcellen bestaan niet: bewijst nieuw onderzoek
Een muisstudie draagt bij aan het groeiende aantal studie dat het vermogen van voorlopercellen om spierweefsel in de harten van volwassen zoogdieren te regenereren betwist.
Uit The Scientist: 5 september 2018
Door DIANA KWON
Cardiaal stamcelonderzoek heeft een turbulente geschiedenis. Studies die de aanwezigheid van regeneratieve voorloper hartcellen in van volwassen knaagdier harten aantoonden, vormden de basis van een groot aantal klinische onderzoeken. Maar diverse experimenten hebben twijfel doen rijzen over het vermogen van deze cellen om nieuw hartspierweefsel te maken.
Enkele wetenschappers hebben zich nu geschaard achter de resultaten van een rapport dat in april in Circulation werd gepubliceerd en dat als “onmiskenbaar bewijs” geldt tegen het idee dat stamcellen in het hart bestaan die in staat zouden zijn om cardiomyocyten te vormen.
“Het concept van [vele] klinische trials is ontstaan uit fundamentele wetenschappelijk onderzoek in laboratoria van enkele onderzoekers meer dan 15 jaar geleden, en de conclusies die toen getrokken zijn uit deze onderzoeken is wat nu ter discussie staat”, zegt Jeffery Molkentin, een cardiovasculair bioloog in het kinderziekenhuis van Cincinnati die een editorialschreef over het nieuwste werk.
Het eerste bewijs dat het idee van cardiale stamcellen bij volwassenen ondersteunt, ontstond begin 2000, toen onderzoekers rapporteerden dat cellen die zijn afgeleid van beenmerg of uit een volwassen hart die het eiwit ‘c-kit’ tot expressie brengen, nieuw spierweefsel kunnen vormen bij injectie in het beschadigd myocardium bij knaagdieren.
Deze studies “veroorzaakten vanaf het begin de nodige controverse”, zegt Molkentin. “De belangrijkste reden was dat dit een open zenuw trof bij onderzoekers, omdat we al weten dat het menselijk hart, zichzelf niet regenereert na een infarct.”
Vroege scepsis ontstond in 2004, toen twee afzonderlijke groepen onderzoekers vrijwel tegelijkertijd een artikel publiceerden, die de beweringen tegenspraken dat beenmerg afgeleide ‘c-kit cellen’ beschadigd hartweefsel konden regenereren.
Toch bleef het concept van endogene hartstamcellen een gangbaar idee totdat Molkentin en zijn collega’s in 2014 een studie publiceerden die meldden dat ‘c-kit-cellen’ in het hart van volwassen muizen bijna nooit nieuwe cardiomyocyten produceerden, zegt Bin Zhou, een celbioloog van “Chinese Academy of Sciences” en en een co-auteur van de nieuwe studie.
Zie “Meer twijfelgevallen over cardiale stamcellen”
Hoewel de bevindingen van Molkentin kort daarna werden gerepliceerd door twee onafhankelijke groepen (waaronder Zhou’s), hielden sommige onderzoekers vast aan het idee dat cardiale voorlopercellen hartweefsel zouden kunnen regenereren. Eerder dit jaar publiceerde een team van onderzoekers – van de “Magna Graecia University” in Italië en enkele andere wetenschappers die het vroege werk aan ‘c-kit-cellen’ uitvoerden – een artikel waarin tekortkomingen in de cellijn tracing techniek worden gemeld, die werden gebruikt bij Molkentin, Zhou, en hun collega’s.
Ze merkten bijvoorbeeld op dat de methode, waarbij ze cellen (en hun ‘nakomelingen) die ‘c-kit’ tot expressie brengen’ labelden met een fluorescerende marker, wat tot gevolg had dat het gen dat vereist is om het c-kit-eiwit tot expressie te brengen, werd beïnvloed, waardoor de regeneratieve vermogens van de progenitor cellen (voorlopercellen) werden aangetast.
In de nieuwe Circulation-studiegebruikten Zhou en zijn collega’s een andere aanpak om endogene stamcelpopulaties in muizen te onderzoeken. In plaats van ‘c-kit-cellen’ te labelen, paste het team een techniek toe, waarbij ze niet-myocyten en nieuw gegenereerde spiercellen een andere fluorescentiekleur gaven dan bestaande myocyten. Met deze methode konden de onderzoekers alle voorgestelde stamcelpopulaties onderzoeken, in plaats van zich specifiek te richten op ‘c-kit-cellen’. “We wilden de vraag ruimer stellen of er überhaupt stamcellen in het volwassen hart zijn”, zegt Zhou.
Deze experimenten lieten zien dat, hoewel niet-myocyten cardiomyocyten genereren in muizenembryo’s, ze geen aanleiding geven tot nieuwe spiercellen in de harten van volwassen knaagdieren. De resultaten gaan ook in op de bezorgdheid die is geuit over ‘c-kit lineage tracing’, vertelt Zhou tegen The Scientist. “Wij denken dat ons systeem kan concluderen dat niet-myocyten geen myocyten kunnen worden bij volwassenen in normale situaties of na een beschadiging”.
Ook Nederlande onderzoekers stappen af van het idee van de hartstamcel
Ook in Nederland vinden Hans Clevers en zijn medewerkers van het Hubrecht Instituut dat de de kaarten inmiddels zijn geschud. In een lezenswaardig artikel schrijven zij:
Zij dichten een grote rol toe aan het litteken weefsel dat wordt gevormd na een artinfarct.
Citaat: “De auteurs doen een belangrijke tweede observatie. Bindweefselcellen die zich tussen de hartspiercellen bevinden reageren krachtig op een hartinfarct en ondergaan meerdere celdelingen. Dit resulteert in de productie van littekenweefsel op de plaats van de beschadigde hartspier. Alhoewel dit littekenweefsel geen spiercellen bevat en niet bijdraagt aan de pompfunctie van het hart, houdt het de afstervende hartspier wel intact”.
Lees hieronder het artikel van het Hubrecht Instituut:
Een ontnuchterende conclusie: Geen stamcellen in het volwassen hart.
