Stamcellen genezen hartafwijking in de muizenbaarmoeder

Signaalstoffen die door embryonale stamcellen uitgescheiden worden kunnen bij nog ongeboren muizen een aangeboren hartdefect genezen. Ook als de boodschappermoleculen uit de stamcellen bij de nog onbevruchte moedermuis worden ingespoten hebben ze nog enig heilzaam effect. De werking van de signaalstoffen is een nieuw wapenfeit van de inmiddels veelgeroemde stamcellen die tot nu toe vooral worden aangeprezen als cellen die nog tot allerlei andere celtypen kunnen uitgroeien.

Onderzoekers van het Memorial Sloan-Kettering Cancer Center in New-York hebben embryonale stamcellen geïnjecteerd in genetisch gemanipuleerde muizenembryo's. Die dieren kunnen, doordat een gen is uitgeknockt, het eiwit Id niet aanmaken. Dat eiwit is nodig voor de normale ontwikkeling van hart en bloedvaten. De meeste dieren sterven al voor de geboorte aan een veel te dunne hartspier.

De Amerikanen hebben bij Id-knock-out-muizenembryo's heel vroeg in de ontwikkeling een klein aantal embryonale stamcellen geïnjecteerd, 15 cellen per embryo. Door die in de baarmoeder toegepaste therapie kwam de helft van de diertjes geheel gezond ter wereld, zonder enige hartafwijking. Het viel de onderzoekers op dat álle hartspiercellen er normaal uitzagen. Niet alleen de uit de stamcellen ontstane dochtercellen, maar ook de van oorsprong defecte knock-out-hartcellen. Volgens de leider van de Amerikaanse wetenschappers, dr. Robert Benezra, scheiden de stamcellen signaalstoffen uit die de cellen weer gezond maken (Science, 8 okt).

Om te kijken of de door embryonale stamcellen uitgescheiden signaalstoffen ook op langere afstand werken, hebben de onderzoekers stamcellen geïnjecteerd in de buikholte van muizenvrouwtjes, nog voordat die bevrucht waren. De stamcellen moesten dus later dwars door de placenta heen. Ook zo kon men de hartafwijking bij latere muizenkinderen voorkomen, al was het nu gedeeltelijk: de diertjes werden levend geboren maar gingen een paar dagen later alsnog dood.

Uit analyse bleek dat de embryonale stamcellen een heel scala aan stoffen afscheiden, waaronder IGF-1 (insulin-like growth factor 1) en WNT5a. De onderzoekers constateerden dat IGF-1 na injectie bij de moeder de hartontwikkeling van de ongeboren muisjes kon bijsturen. WNT5a werkte meer plaatselijk. Dat verklaart waarom direct in het ongeboren embryo geïnjecteerde stamcellen beter werken dan signaalstoffen van een afstand.

Als men erin slaagt aangeboren afwijkingen met behulp van signaalstoffen te voorkomen, is dat natuurlijk een belangrijke sprong voorwaarts, vooral ook omdat het injecteren van embryonale stamcellen zelf niet geheel zonder risico is. Er kunnen zich dan tumoren van embryonaal weefsel ontwikkelen (teratomen). Nu al kan men veel hartdefecten tijdens de zwangerschap opsporen met een echo. Wellicht is in de toekomst ook een intra-uteriene therapie met signaalstoffen mogelijk.