Langerhans remade

Amerikaanse onderzoekers hebben embryonale stamcellen omgevormd tot cellen die insuline produceren. Wellicht kunnen ze ooit de bij diabetici verloren gegane eilandjes van Langerhans vervangen.

Embryonale stamcellen van muizen kunnen in het lab uitgroeien tot celklonters die in reactie op glucose insuline produceren. Ze werken zowel in de reageerbuis (in vitro) als geïmplanteerd in levende muizen (in vivo). De ontstane celklonters zien er uit als de natuurlijke eilandjes van Langerhans in de alvleesklier die na een maaltijd insuline aan de bloedbaan afgeven. Dat schrijven onderzoekers van de Amerikaanse National Institutes of Health in Bethesda in de gisteren verschenen Science.

Bij patiënten met suikerziekte zijn de eilandjes van Langerhans verloren gegaan. Meestal zijn ze per abuis vernietigd door het afweersysteem van de patiënt bij een aanval op een binnengedrongen virus. Er wordt al lang gezocht naar vervangende cellen die bij diabetici na transplantatie de rol van insulineproducerende cellen over kunnen nemen.

Belangrijke kandidaten daarvoor zijn embryonale stamcellen. Dat zijn cellen in zich ontwikkelende embryo's waaruit in potentie, onder invloed van groeifactoren en de juiste omgeving, alle in een organisme voorkomende celtypen kunnen ontstaan. Bij eerdere experimenten zijn uit embryonale stamcellen al hersen-, bloed-, hart-, spier- en bloedvatcellen gemaakt. De alvleesklier, met daarin de insulineproducerende eilandjes van Langerhans, blijkt in het groeiende embryo's onder invloed van dezelfde controlerende groeifactoren te ontstaan als het centraal zenuwstelsel. De ervaring van het onderzoek waarbij zenuwcellen uit stamcellen ontstonden, kwam daarom goed van pas.

Groeifactoren

De insulineproducerende cellen werden verkregen door de cellen achtereenvolgens op drie verschillende kweekmedia te laten groeien. Steeds werden daaraan andere, specifieke groeifactoren toegevoegd. De onderzoekers onderscheidden vijf ontwikkelingsstadia. Tijdens het ontwikkelings- en groeiproces konden de gezochte cellen worden geselecteerd doordat ze alvleesklier- of zenuwcelspecifieke stoffen gingen uitscheiden.

Er ontstonden celklontertjes die onder de microscoop bleken te bestaan uit insulineproducerende cellen, omringd door neuronen. De cellen produceerden niet alleen insuline, maar ook de alvleesklierenzymen glucagon, somatostatine pancreaspolypeptide. Enzymen die door andere celtypen binnen de pancreas worden gemaakt waren afwezig, doordat op insulineproductie was geselecteerd.

Aan het eind van de vijfde en laatste ontwikkelingsstap produceren de celklontertjes insuline als reactie op glucose in het groeimedium. Hoe meer glucose in het medium, hoe meer insuline de cellen afgeven. Dat is precies wat een insulineproducerende cel moet doen, want na een suikerrijke maaltijd is er veel insuline nodig om alle suiker uit het bloed in de lichaamscellen op te kunnen nemen.

Placebo

De onderzoekers transplanteerden de eilandjesclusters tenslotte onderhuids bij muizen met ernstige diabetes. De muizenlichamen vormden zelf bloedvaatjes, zodat de nieuwe cellen voedingsstoffen kregen. De diabetesmuizen herstelden niet, maar behielden langer hun normale lichaamsgewicht en leefden aanzienlijk langer dan de diabetesmuizen in een controlegroep die een placebo-transplantaat kregen. Een veel groter effect was ook nog niet te verwachten, schrijven de onderzoekers, want de geïmplanteerde celgroepen produceren in reactie glucose veel minder insuline dan oorspronkelijke pancreascellen. En bovendien merken onderhuidse implantaten de wisselingen in glucosegehalte in het bloed niet goed op.

Het onderzoek is voorlopig vooral van belang om de ontwikkeling van neuronen en de pancreascellen in detail te kunnen begrijpen. Op de lange termijn is het mogelijk dat bij diabetici lichaamseigen stamcellen het uitgangspunt zijn voor de aanmaak van nieuwe eilandjes van Langerhans.