Herprogrammering van lichaamscellen opent nieuwe behandelingsopties

Conversie van lichaamscellen in andere celtypen als een nieuwe therapeutische benadering?

Wetenschappers hebben een chip ontwikkeld die helpt blessures te helen en zelfs nieuw zenuwweefsel aan te maken. Deze chip kan lichaamscellen opnieuw in andere celtypen programmeren. Het nieuwe proces kan leiden tot een medische doorbraak in de behandeling van ziekten zoals Alzheimer en Parkinson, waarbij bepaalde cellen steeds meer worden vernietigd.

Onderzoekers van de Ohio State University zijn erin geslaagd om cellen in het lichaam te herprogrammeren in andere celtypen met behulp van een elektronische chip. Het gebruik ervan zou bijvoorbeeld in de toekomst blessures kunnen genezen. De experts publiceerden de resultaten van hun studie in het Engelstalige tijdschrift "Nature Nanotechnology".

Eerder gebruikte methoden

Als het weefsel bij een ongeval bijvoorbeeld zwaar gewond is geraakt, wordt vaak geprobeerd weefsel vanuit andere delen van het lichaam te transplanteren. Als alternatief is het ook mogelijk dat weefsel door donoren wordt getransplanteerd. Er bestaat echter een risico dat dergelijk weefsel door het lichaam van de benadeelde persoon wordt afgewezen. Er is ook de mogelijkheid om nieuwe lichaamscellen in een laboratorium te laten groeien, om ze later in beschadigd weefsel te transplanteren. Dit blijkt echter heel ingewikkeld te zijn, zeggen de artsen.

Wat is herprogrammeren?

Experts van de Ohio State University wilden de cellen van het lichaam veranderen in andere soorten cellen. Dus dan kan beschadigd weefsel worden vervangen. Deze procedure wordt ook wel herprogrammeren genoemd. In experimenten met muizen konden de wetenschappers de huidcellen van levende muizen herprogrammeren tot zenuwweefsel. Huidcellen zouden ook kunnen worden gestimuleerd om in vasculaire cellen om te zetten. Op deze manier konden de artsen een beschadigd spierstelsel genezen. De gebruikte methode wordt de zogenaamde weefsel nanotransfectie genoemd (weefsel-nanotransfectie of TNT).

Wat is een transfectie?

De eigenschappen van cellen kunnen worden veranderd wanneer bepaalde DNA-fragmenten (herprogrammeringsfactoren) worden geïntroduceerd. Deze introductie van genen wordt ook door professionals en artsen aangeduid als transfectie. Een weefsel-nanotransfectie zou in de toekomst kunnen worden gebruikt om voorzichtig en effectief zogenaamde herprogrammeringsfactoren in te voegen in lichaamscellen van een levend organisme.

Succes in experimenten op muizen

In experimenten met muizen werd een lichte elektrische spanning aangebracht op de huid van de dieren. Toen werd een kleine chip van buitenaf op de huid gelegd. Dit werd bevochtigd met een bepaalde oplossing. Een korte elektrische puls maakte vervolgens de wanden van de huidcellen permeabel. Het creëerde voor een moment zeer kleine openingen in de celwanden, die ook wel nano-kanalen worden genoemd. Dus de zogenaamde herprogrammeringsfactoren kunnen in de cellen komen. Dit proces is getest op muizen en werkt eigenlijk, legt Dr. med uit. James Lee van de Ohio State University.

Bijwerkingen van andere methoden

De nieuwe methode lijkt minder risico's te impliceren dan oudere methoden, waarbij bijvoorbeeld DNA-materiaal met behulp van virussen in lichaamscellen werd geïntroduceerd. Last but not least is er het risico dat ongewenste mutaties optreden in dergelijke methoden. In een andere benadering worden herprogrammerende factoren in cellen ingebracht door middel van elektrische spanning. Dit kan echter leiden tot weefselschade. In tegenstelling, de nieuwe TNT-methode veroorzaakt geen schade aan het weefsel en kan het materiaal specifiek richten op de gewenste cellen, zeggen de onderzoekers.

Voordelen van het nieuwe proces

De nieuwe procedure duurt minder dan een seconde en is niet invasief, zegt auteur Chandan Sen van de Ohio State University in een persbericht. Er zijn al wijzigingen na een periode van zeven dagen. Al na een week groeiden er nieuwe vaten in de benen van muizen die eerder hun bloedstroom hadden verbroken en hun weefsels hadden beschadigd, voegt de expert toe. De toepassingsmogelijkheden voor de nieuwe technologie zijn zeer divers. Een gebruik is niet beperkt tot het gebruik op de huid, leg de wetenschappers uit. De technologie kan ook worden gebruikt met andere weefsels in het lichaam of buiten het lichaam. Dit betekent dat schade aan inwendige organen waarschijnlijk ook kan worden behandeld.

Verder onderzoek is nodig

Nader onderzoek moet nu aantonen of de technologie met succes bij mensen kan worden gebruikt. Natuurlijk moet de behandeling veilig zijn voor de patiënten. Alleen dan kan therapie worden ontwikkeld op basis van technologie. Nieuwe hoopcellen zouden bijvoorbeeld kunnen worden gebruikt voor de behandeling van de ziekte van Alzheimer of Parkinson, hopen de onderzoekers. De toepassing op mensen kon al binnen een jaar worden gecontroleerd. (As)