Bij twee weken oude hematoïden is bloedproductie (rood) zichtbaar. Foto: Jitesh Neupane, University of Cambridge
Een organoïde-achtige structuur die lijkt op een vroeg humaan embryo, blijkt in het lab bloedstamcellen aan te maken.
Het is mogelijk uit humane stamcellen een embryoachtige structuur te creëren die bloedstamcellen produceert. Dat bewijst een studie onder leiding van de Engelse University of Cambridge in Cell Reports van 13 oktober. De mini-bloedfabriekjes bieden inzicht in vroege ontwikkeling, en kunnen op termijn wellicht worden ingezet bij transplantatie of voor andere klinische doeleinden.
Bloedproductie
Bloedstamcellen maken in het lab was al eerder mogelijk, maar met de nieuwe organoïde-achtige structuren lukt dat op een natuurlijkere manier. Onder de juiste kweekomstandigheden lukt het de Britten om binnen twee dagen humane stamcellen zichzelf te laten organiseren in drie lagen. Die lagen – ectoderm, mesoderm en endoderm – vormen de basis van het lichaamsbouwplan bij een jong embryo. Na acht dagen ontstaan binnen de structuur kloppende hartcellen, en na dertien dagen begint de bloedproductie. Met het blote oog zijn rode vlekken dan waarneembaar. Toevoeging van allerlei groeifactoren en cytokines, zoals voorheen gebruikelijk, is hiervoor niet nodig. Wel bleek het voor de juiste ontwikkeling noodzakelijk om groeifactor TGF-β 1 te blokkeren. Hoewel de structuren, die de onderzoekers hematoïden dopen, grofweg de ontwikkeling van een menselijk embryo volgen, zullen ze nooit uitgroeien tot volwaardige embryo’s. Daarvoor ontbreekt een aantal essentiële weefsels. De hematoïden groeien uit tot een structuur die qua ontwikkelingsfase vergelijkbaar is met een vier tot vijf weken oud menselijk embryo.
Uitgroeien
Daarmee vormen hematoïden een goed model voor vroege orgaanontwikkeling, claimen de onderzoekers. Behalve bloedstamcellen ontstaan er ook hartspiercellen, huidcellen en levercellen. De bloedstamcellen in kwestie functioneren goed en kunnen uitgroeien tot verschillende typen bloedcellen. Dat bewijst een vervolgexperiment, waarin onderzoekers de hematoïden opkweken in een co-cultuur met epitheelorganoïden. Binnen tien dagen ontwikkelen de bloedstamcellen zich zowel tot beenmerg-als lymfecellen, zoals gespecialiseerde T-cellen. Dat schept in de toekomst wellicht mogelijkheden voor patiënten die zulke cellen nodig hebben. Door stamcellen te maken van bijvoorbeeld huidcellen, zou men hematoïden kunnen ontwikkelen die lichaamseigen bloedcellen produceren.