Tijdens presentaties gaat het regelmatig over hartcellen of onderzoek dat we in het lab doen. In dit artikel gaan we in op hoe dat werkt: hoe komen we van bloed van een patiënt naar onderzoek naar het hart? Dit artikel sluit aan op twee publicaties die we eerder schreven over het bloed afnemen en over proefdierenonderzoek.
In dat laatste artikel schreven we over verschillende modellen die we gebruiken voor onderzoek. In een model doen we de PLN ziekte na. Voor de celmodellen gebruiken we vaak hartcellen die afgeleid zijn van stamcellen. In dit artikel bespreken we wat stamcellen zijn en hoe we daar hartcellen van maken.
Stamcellen zijn wonderlijke cellen. Het zijn namelijk de cellen waar alle andere soorten cellen uit ontstaan. Uit een stamcel kan dus eigenlijk elk orgaan ontstaan. Hartcellen ontstaan dus ook uit stamcellen. Het bijzondere van stamcellen is dat ze oneindig kunnen delen en in alle celtypes kunnen specialiseren. Ze zijn als een stam van een boom waar alle takken van af stammen.
Doorbraak in onderzoek
Nu kunnen we niet zomaar even stamcellen uit een patiënt halen. In 2007 is echter een grote doorbraak geweest: Japanse onderzoekers ontdekten hoe je van andere lichaamscellen stamcellen kunt maken. In de PLN biobank halen we daarom cellen uit het bloed van patiënten. Die cellen worden teruggebracht tot stamcel. Als we die in het lab kweken, noemen we het een cellijn. We kunnen vervolgens cellen van een patiënt en een gezond familielid vergelijken en zien hoe de ziekte zich gedraagt. Overigens is het geen simpel proces om stamcellen te maken: het maken van een lijn kost zomaar 4-6 maanden en 5000 euro. Daarom maken we van een beperkt aantal dragers uit de biobank stamcellen. Als de stamcellen klaar en stabiel zijn, noemen we het een stamcellijn.
Maar een stamcel is nog niet genoeg. Voor we onderzoek kunnen doen, moeten de cellen zich eerst specialiseren tot hartcellen. Dit doen we door de ontwikkeling van een embryo na te doen. Tijdens de ontwikkeling worden er stoffen vrijgegeven die ervoor zorgen dat stamcellen hartcellen worden. Drie weken na de bevruchting zijn de eerste hartcellen al klaar en gaan ze kloppen!
Kloppende cellen
In het lab worden de stamcellen in speciale vloeistoffen gekweekt. Aan die vloeistof kunnen we vervolgens twee stofjes toevoegen. Acht tot tien dagen na het toevoegen, gaan de cellen kloppen. Het zijn hartcellen geworden! Voor veel onderzoek stopt het hier echter niet. Zo kunnen we hartcellen eventueel met andere cellen samenvoegen in een bolletje of een weefseltje waarbij er een 3D structuur ontstaat. Deze modellen lijken meer op het hart en zijn dus beter.
Er is nog steeds een belangrijke beperking van cellen: meestal worden cellen gebruikt van 30 tot maximaal 100 dagen oud terwijl een patiënt vaak pas rond z’n veertigste of later symptomen krijgen. Cellen zijn dus veel jonger en laten niet helemaal de volwassen ziekte zien. Het voordeel is wel dat we de vroege uitingen kunnen bestuderen. Hopelijk kunnen we iets ontwikkelen dat de ziekte in het begin aanpakt. Dat is natuurlijk beter dan pas in een laat stadium behandelen.
Nu bestaat het hart niet alleen uit hartspiercellen, maar ook uit bindweefselcellen, zenuwcellen, bloedvatcellen en immuuncellen. Ook deze cellen kunnen we van stamcellen maken. Maar je begrijpt: als we alles willen maken is dat wel duur en veel werk. Daarom kijken onderzoekers welke cellen nodig zijn om het onderzoek goed te doen.
PLN begrijpen en behandelen
Om te begrijpen hoe PLN werkt en behandelingen te testen, hebben we modellen nodig. Hoewel er verschillende opties zijn en deze elkaar aanvullen (zie dit artikel over modellen), worden hartcellen en stamcellen steeds belangrijker. De cellen zijn menselijk en kunnen dus de ziekte goed weergeven. Ook verminderen we het gebruik van dierproeven. Cellen van één drager zijn niet genoeg natuurlijk: ieder mens is anders. Om zeker te zijn dat verschillen door de ziekte komen en niet door verschillen tussen mensen, zijn er veel cellijnen nodig. Die cellijnen worden ook nu gebruikt voor belangrijk onderzoek. Zo begrijpen we PLN steeds beter en komen we dichter bij een behandeling!