Start bloedstroom helpt embryo's aan stamcellen

Een kolonie rode bloedcellen, ontstaan door embryonale cellen bloot te stellen aan stroming. (Foto Nature) Nature

Zeer jonge embryo’s hebben al een soort bloedsomloop, inclusief een kloppend hart, nog vóór er weefsels of organen zijn die bloed nodig hebben. Twee groepen onderzoekers in Boston hebben nu ontdekt dat dit dient om de vorming van bloedvormende stamcellen op gang te brengen. Die cellen worden op gang gebracht door de wrijvingskrachten tussen het stromende bloed en de vers aangelegde vaatwanden, alsook het hormoon stikstofmonoxide. Het onderzoek kan op termijn van belang zijn voor de behandeling van bepaalde vormen van leukemie. Patiënten die een beenmergtransplantatie nodig hebben waarvoor geen passende donor beschikbaar is, kunnen van extra gevormde stamcellen profiteren (Nature en Cell, 13 mei).

De allervroegste aanleg van bloed en bloedvaten vindt plaats in de zogeheten dooierzak van het embryo. Nog voor een vrouw merkt dat ze zwanger is, is hier al een primitief bloedvatstelsel ontstaan. Het ‘hart’ is bijvoorbeeld niet meer dan het pulserend stukje aorta. De dooierzak is echter ook de plek waar de eerste eigen bloedcellen van het embryo ontstaan. Later neemt de primitieve aorta de productie ervan over en op veel grotere schaal. Blijkbaar is die aorta rijk aan stamcellen die dit aankunnen.

De Cell-groep onderzocht dit aanvankelijk bij zebravisjes en later bij muizen. Zij ontdekten dat als de bloedstroom in deze primitieve aorta op gang komt, dit de vorming van bloedstamcellen sterk bevordert. Wordt de bloedcirculatie stilgelegd, dan treedt juist een dramatische afname van de productie op. Dit werd echter weer teruggedraaid na toediening van stikstofmonoxide (NO), een hormoon dat betrokken is bij het op gang brengen van de doorbloeding. Ook bij muizen leidt een reductie van de hoeveelheid NO tot een afname van de hoeveelheid stamcellen, en omgekeerd.

De Nature-groep onderzocht hoe het komt dat de stamcellen pas in de vaatwand verschijnen als de bloedstroom op gang komt. Met behulp van gekweekte embryocellen van muizen en een ingenieus apparaat vonden zij dat de wrijving tussen stromend bloed en de vaatwanden aldaar de vorming van bloedstamcellen bevordert. Bij mutanten waarbij de bloedstroom niet op gang komt, bleef de vorming van stamcellen nagenoeg uit. Die herstelde zich echter als het bloed weer in beweging kwam. Ten aanzien van de rol van NO boekten ze dezelfde resultaten als hun collega’s.

De auteurs van beide studies denken dat zowel behandeling met NO als het stimuleren van de bloedstroom niet alleen van nut kunnen zijn na een beenmergtransplantatie, maar ook voor patiënten met bloedziekten als sikkelcelanemie.

Huup Dassen