Embryomodel produceert menselijke bloedstamcellen

Beeld: Op de tweede dag hadden de hematoïden zich zelf georganiseerd in drie kiemlagen – het ectoderm, mesoderm en endoderm – wat cruciaal is voor de vorming van elk orgaan, weefsel en bloed

Wetenschappers van de Universiteit van Cambridge hebben op basis van menselijke stamcellen driedimensionale embryo-achtige structuren gecreëerd die bepaalde aspecten van de zeer vroege menselijke ontwikkeling kunnen nabootsen. Ze simuleren de celveranderingen die plaatsvinden tijdens de allereerste stadia van de menselijke ontwikkeling, wanneer onze organen en ons bloedsysteem zich voor het eerst beginnen te vormen.

Belangrijk is dat deze hematoïden in veel opzichten verschillen van echte menselijke embryo's: ze missen verschillende embryonale weefsels waardoor ze zich niet tot embryo’s kunnen ontwikkelen en ze beschikken ook niet over een ondersteunende dooierzak en placenta die echte embryo’s nodig hebben om verder te groeien.

De hematoïden ontwikkelen zich tot een stadium dat ongeveer overeenkomt met de vierde en vijfde week van de menselijke embryonale ontwikkeling. Dat is interssant, want dat kan niet rechtstreeks worden waargenomen in een echt menselijk embryo - omdat het zich tegen die tijd al in de baarmoeder heeft genesteld.

Menselijke bloedstamcellen

Het team observeerde de driedimensionale hematoïden onder een microscoop in het lab. Op dag twee hadden ze zich al zelf georganiseerd in drie kiemlagen – het ectoderm, mesoderm en endoderm – wat cruciaal is voor de vorming van elk orgaan, weefsel en bloed. Rond dag acht doken kloppende hartcellen op. Na ongeveer twee weken begonnen de hematoïden, net zoals menselijke embryo’s dat doen, menselijke bloedstamcellen te produceren. Dat zijn onrijpe cellen die zich kunnen ontwikkelen tot elk type bloedcel, zoals rode bloedcellen die zuurstof transporteren en verschillende soorten witte bloedcellen die cruciaal zijn voor het immuunsysteem.

Na ongeveer twee weken begonnen de hematoïden, net zoals menselijke embryo’s dat doen, menselijke bloedstamcellen te produceren en zag het team rode bloedvlekken verschijnen.

De onderzoekers zijn laaiend enthousiast over de mogelijheden die de hematoïden bieden. De menselijke stamcellen die ze gebruikten om hematoïden te verkrijgen, kunnen uit elke cel in het lichaam worden gemaakt. Dat maakt ze interessant voor gepersonaliseerde geneeskunde, omdat hiermee bloed kan worden geproduceerd dat volledig compatibel is met het lichaam van de patiënt. Volgens professor Azim Surani, senior auteur van het artikel, betekent het vermogen om menselijke bloedcellen in het laboratorium te produceren een belangrijke stap in de richting van toekomstige regeneratieve therapieën, waarbij de eigen cellen van een patiënt worden gebruikt om beschadigd weefsel te herstellen. Dr. Jitesh Neupane, eerste auteur van de studie, is ervan overtuigd dat de hematoïden ook interessant kunnen zijn voor het screenen van geneesmiddelen, het bestuderen van vroege bloed- en immuunontwikkeling, en het modelleren van bloedaandoeningen zoals leukemie.

Er bestaan al andere methoden om menselijke bloedstamcellen in het lab te produceren, maar die vereisen vaak een cocktail van extra eiwitten om de groei en ontwikkeling van de stamcellen te ondersteunen.