Weefsels kunnen diverse mechanismen toepassen om verloren cellen te vervangen

December 11, 2015
In een deze week in Science gepubliceerd artikel bespreekt prof. Hans Clevers de rol van stamcellen in weefselvernieuwing. Clevers, groepsleider aan het Hubrecht Instituut en hoogleraar moleculaire genetica bij het UMC Utrecht en de Universiteit van Utrecht, stelt dat er mogelijk geen algemene regels zijn voor hoe weefsels worden vernieuwd. Behalve stamcellen kunnen weefsels mogelijk gedifferentieerde cellen in staat stellen zich direct te vermeerderen om verloren weefsel te vervangen.

“Uiteindelijk kan het zijn dat er geen algemene regels bestaan voor hoe weefsels zich vernieuwen, omdat het inventieve vermogen van evolutie eindeloos is”

Het paradigma van hematopoëtische stamcellen, die zichzelf kunnen vernieuwen en differentiëren, dient als sjabloon voor het interpreteren van waarnemingen bij experimenten met ander zoogdierweefsel. Het in dit paradigma inpassen van waarnemingen ten aanzien van solide weefsel heeft echter tot meer vragen dan antwoorden geleid. Organen verschillen in functie, ontwerp en omvang en worden blootgesteld aan verschillende biologische en fysieke uitdagingen. Daarom is het aannemelijk dat weefsels verschillende manieren hebben ontwikkeld om het aantal cellen te herstellen.

In het artikel beschrijft prof. Clevers de ontwikkeling van celkweektechnologieën in de jaren zeventig van de vorige eeuw. Hiermee kan de vermeerdering van opperhuidcellen enorm worden vergroot en ze zijn daarom bij uitstek geschikt voor gebruik bij bijvoorbeeld patiënten met brandwonden. De identiteit van de opperhuidstamcel is sindsdien echter altijd omstreden gebleven. Er is nog geen stamcel gevonden die kan dienen als kiemlaag van de opperhuid. Vergelijkbare situaties doen zich voor in de slokdarm, darmcrypten, maagklieren en de testis. De weefsels kennen een expliciete weefselvernieuwingsfunctie, maar deze is verdeeld over een grote celpopulatie.

Prof. Clevers stelt dat in plaats van te zoeken naar stamcellen als fysieke entiteit, het wellicht beter is om op zoek te gaan naar een stamcelfunctie, die qua werking wordt gedefinieerd als het vermogen van een orgaan om verloren weefsel te vervangen.

“De stamcelfunctie kan in sommige weefsels misschien wel in met elkaar verbonden professionele stamcellen zijn gelegen, maar kan ook verspreid zijn over veel grotere populaties neutraal met elkaar concurrerende, ongedifferentieerde cellen. De functie kan worden uitgevoerd door facultatieve stamcellen die opportunistisch worden geworven uit speciaal daarvoor bedoelde of zelfs uit volledige gedifferentieerde celpopulaties. Het is mogelijk dat weefsels het gebruik van gedifferentieerde stamcellen vermijden door gedifferentieerde cellen in staat te stellen zich direct te vermeerderen en zo het verloren weefsel te vervangen. Uiteindelijk kan het zijn dat er geen algemene regels bestaan voor hoe weefsels zich vernieuwen, omdat het inventieve vermogen van evolutie eindeloos is.”