Menselijke aderen gekweekt in het laboratorium - stamcelonderzoek wil diabetes genezen

Voor het eerst kweken onderzoekers menselijke bloedvaten zonder lichamen

Een Oostenrijks onderzoeksteam rapporteert over een geheel nieuwe aanpak van het genezen van diabetes en andere chronische ziekten. Voor het eerst slaagden de onderzoekers erin functionele menselijke bloedvaten, dwz aderen, uit stamcellen in het laboratorium te kweken. Het team wil nieuwe inzichten verwerven in diabetes, kanker en andere vaatziekten.

In de afgelopen jaren heeft stamcelonderzoek herhaaldelijk aangetoond dat het mogelijk is om organen of cellen uit stamcellen te laten groeien. Dergelijke gekweekte organen worden in het jargon vasculaire organoïden genoemd. Onderzoekers van het Institute of Molecular Biotechnology van de Oostenrijkse Academie van Wetenschappen (IMBA) zijn er nu in geslaagd een netwerk van functionele menselijke bloedvaten van stamcellen te fokken. Dergelijke aderstelsels zonder lichaam zouden volledig nieuwe onderzoeken moeten toelaten die vaataandoeningen geneesbaar zouden kunnen maken. De studieresultaten zijn onlangs gepubliceerd in het gerenommeerde tijdschrift "Nature".

Onderzoeksdoorbraak of ethische overschrijding?

Het IMBA-team spreekt van een mijlpaal in stamcelonderzoek. De zogenoemde bloedvatorganoïden uit het laboratorium zouden een belangrijke motor moeten worden in fundamenteel onderzoek. Omdat de gefokte menselijke adersystemen volgens de onderzoekers processen van orgaanontwikkeling en ziekte bij mensen weerspiegelen. Dankzij dergelijke systemen kunnen vasculaire aandoeningen zoals diabetes voor het eerst in het laboratorium worden "herspeeld". "Onze organoïden zijn ongelooflijk vergelijkbaar met menselijke haarvaten en laten ons toe om voor het eerst bloedvataandoeningen rechtstreeks op het menselijk weefsel te bestuderen," zei Reiner Wimmer, de hoofdauteur van de huidige studie, in een persbericht.

Er zijn nieuwe therapieën voor vaatziekten nodig

De menselijke bloedvaten bedekken het lichaam als een fijn gaas en bereiken niet alleen alle organen. De kleinste aderen, de zogenaamde capillairen, zijn slechts enkele microns groot en voorzien elke individuele cel van het lichaam van essentiële voedingsstoffen en zuurstof. Zoals de onderzoekers melden, nemen abnormale veranderingen in de bloedvaten, zoals het geval is bij diabetes, wereldwijd toe. Ondertussen zijn ongeveer 420 miljoen mensen getroffen. Mensen met diabetes hebben ook een verhoogd risico op ernstige secundaire ziektes zoals nierfalen, blindheid, hartaanvallen, beroertes en amputaties. Nu het aantal stijgt, verwacht het onderzoeksteam dat er effectievere therapieën worden ontwikkeld.

Welke rol spelen de haarvaatjes bij diabetes??

Volgens de onderzoekers vindt het eerste ziekteproces plaats in de kleine takken van de haarvaten. De buitenwand van deze vaten is ingekapseld in zogenaamde keldermembranen, die de haarvaten ondersteunen. Deze membranen zijn enorm toegenomen bij diabetespatiënten, waardoor de toevoer van voedingsstoffen en zuurstof aanzienlijk wordt beperkt. Dit leidt vaak tot de dood van de kleine bloedvaten.

Gekweekte vaatziekten

De gekweekte bloedvatorganoïden uit het laboratorium maken het voor de eerste keer mogelijk om dergelijke ziekteprocessen op "echte" bloedvaten te simuleren. De onderzoekers leidden een voedingsmedium met een hoog suikergehalte en ontstekingsstoffen door de bloedvaten. "Verrassend genoeg konden we de typische verdikking van het basale membraan in diabetische organoïden waarnemen", zegt Wimmer.

Drugtest met een verschil

In verdere experimenten testten de onderzoekers hoe de diabetische bloedvaten reageerden op de huidige diabetesmedicatie. De meeste medicijnen vertoonden echter geen effecten. Het team identificeerde echter twee moleculen (Notch3 en Dll4) die de verdikking van het capillaire basaalmembraan aanzienlijk reguleren. Een beoordeling van menselijke diabetespatiënten toonde ook aan dat ze Notch3-activiteit hadden verhoogd. Het blokkeren van deze signaalroutes zou een nieuwe benadering kunnen zijn om diabetes te behandelen, suggereert het onderzoeksteam.

Zelfs nieuwe bevindingen bij Alzheimer en kanker mogelijk

"Tegelijkertijd spelen bloedvaten ook een belangrijke rol in de progressie van kanker of de ziekte van Alzheimer", voegt Josef Penninger, de oprichter van de IMBA, eraan toe. Elk enkel orgaan in ons organisme is verbonden met de bloedsomloop. Met de ontwikkeling van bloedstamorganoïden uit stamcellen heeft het team een ​​belangrijk modelsysteem voor de biomedische geneeskunde ontwikkeld, aldus de onderzoekers. (Vb)