Spuitje in spier helpt muizen

Spieren van oude muizen herstellen zich net zo goed als die van jonge muizen, na een injectie in hun spieren die de spierstamcellen activeert.

Biotechnologen van de Universiteit van Californië in Berkeley die de ingreep bedachten, tekenen aan dat de injectie te gevaarlijk is om bij mensen toe te passen. Maar met hun ingreep hebben zij wel ontdekt dat de veroudering van spieren omkeerbaar is, met de juiste chemische behandeling. Ze publiceerden hun vondst zondag online in het wetenschappelijke tijdschrift Nature.

Als de spiervezels die samen de spieren vormen, beschadigd raken, zorgen spierstamcellen voor nieuwe. De stamcellen, satellietcellen genaamd, liggen tegen de spiervezels aan. Ze worden met het ouder worden echter steeds minder actief, en dus duurt het herstel van beschadigde spieren bij ouderen steeds langer.

De onderzoekers laten zien hoe de spieren verouderen, en dat die achteruitgang omkeerbaar is. De satellietcellen stoppen met het maken van spiervezels doordat de balans tussen twee chemische stoffen verschuift: de bekende signaalstof Notch, en geactiveerdpSmad3. Bij jonge muizen zit er veel Notch in de spieren, bij oude muizen wordt juist pSmad3 actief. Een injectie in een spier, die het gen voor pSmad3 lokaal uitschakelt, wakkert de spierstamcellen weer aan. Bejaarde muizen (twee jaar oud) herstelden zo net zo goed als jonge muizen (twee maanden oud) van de schade die de onderzoekers met gif aan hun spieren hadden toegebracht.

De universiteit noemt in haar persbericht al toepassingen bij ziektes waarbij de spieren afbreken, zoals dystrofie. Zover is het nog lang niet. Het inactiveren van het pSmad3-gen is een radicale ingreep in de natuurlijke veroudering van weefsels, en daarbij in het delen van cellen. Dat zou kanker kunnen veroorzaken, aldus de onderzoekers. Ze hopen een manier te vinden om de balans subtieler te ‘kalibreren’.

Daarbij moet dan wel rekening gehouden worden met de vele andere functies die de betrokken stoffen hebben in het lichaam. Notch stuurt celdifferentiatie en signalering in een veelheid van weefsels. En de intermediair die pSmad3 activeert is TGF-bèta, dat eveneens een alomtegenwoordige signaalstof is voor celgroei, -deling en -dood.

Het onderzoek benadrukt hoezeer het gedrag van stamcellen afhangt van biochemische stoffen in de nabijheid, in het lichaam en in het lab. Dat principe maakt ook dat stamcellen in het laboratorium vaak hun bijzondere eigenschappen verliezen. Bij spierstamcellen is de beïnvloeding zo sterk, dat oude spiervezels in een petrischaal de ontwikkeling van verse stamcellen remmen.