Nieuw onderzoek uitgevoerd in het stamcelcentrum, DanStem, aan de Universiteit van Kopenhagen toont aan dat insuline een belangrijke determinant is van de potentie van embryonale stamcellen bij zoogdieren. Als er grote hoeveelheden insuline in de buurt zijn, stamcellen behouden hun vermogen om alle celtypen in het lichaam aan te maken. Echter, te weinig insuline leidt ertoe dat embryonale stamcellen worden omgezet in een nieuw type stamcel, een die weefsels kan maken die de ontwikkeling van de foetus ondersteunen en helpt bij het maken van de verschillende interne organen. Aangezien embryonale stamcellen uit embryo's komen rond de tijd dat ze in de moeder implanteren, deze studie suggereert dat maternale insuline en voeding misschien belangrijk zijn voor de vroegste stadia van de zwangerschap. Deze studie wijst ook op nieuwe manieren waarop stamcellen kunnen worden gemaakt en gedifferentieerd om degeneratieve ziekten te helpen behandelen.

Insuline bleek een nieuwe factor te zijn die belangrijk is voor de identiteit van pluripotente stamcellen, cellen die alle cellen in het lichaam kunnen maken. Een nieuwe studie uitgevoerd in het Novo Nordisk Foundation Center for Stem Cell Biology, DanStem, aan de Universiteit van Kopenhagen onthult dat insuline op onverwachte manieren werkt om stamcellen te stabiliseren in het laboratorium en op embryo's die in een schaal worden gekweekt.

'We waren aan het onderzoeken hoe stamcellen reageren op signalen van andere cellen, instructies die hen vertellen dat ze zich moeten ontwikkelen tot cellen die gespecialiseerd zijn in de vorming van organen en darmen, het endoderm. Maar dan, toen we deze factoren toevoegden aan het voedsel (of medium) dat normaal gesproken wordt gebruikt om stamcellen in te laten groeien, we waren verrast dat deze signalen stamcellen konden instrueren om als stamcellen te blijven. Door verschillende media te vergelijken ontdekten we een belangrijk verschil, Insuline. Met insuline, ze blijven als stamcellen, maar zonder dat maken ze een speciaal type endoderm. Omdat dit type stamcel lijkt op de cellen van het vroege embryo, het suggereert dat insuline ook belangrijk kan zijn voor de ontwikkeling van de mens, wat inhoudt dat het dieet van de moeder en insulineniveaus de vroegste stadia van een gezonde zwangerschap kunnen beïnvloeden, zegt hoofd van de studie professor Joshua Brickman van DanStem. Tegelijkertijd, hij benadrukt dat sommige van deze ideeën nog steeds slechts vermoedens zijn en dat er nu veel werk moet worden verzet om de relatie tussen maternale insuline te begrijpen, implantatie en vroege ontwikkeling voordat onderzoekers concrete aanbevelingen kunnen doen.

Zenderstoffen spelen een hoofdrol bij de ontdekking

De onderzoekers in het onderzoek hebben twee soorten stamcellen die op elkaar lijken in detail onderzocht. Eén soort - de embryonale stamcellen, ook wel pluripotente stamcellen genoemd - hebben het vermogen om de ontwikkeling van de gehele foetus te ondersteunen. Deze cellen kunnen zich ontwikkelen tot elk type cel in het lichaam. De andere soort zijn de extraembryonale cellen, die een type endoderm produceren dat weefsels maakt die de ontwikkeling van de foetus ondersteunen, bekend als de dooierzak en ook helpt bij het maken van de interne organen, bijvoorbeeld het darmstelsel.

De onderzoekers hebben twee zender- of signaalstoffen (Nodal en Wnt) bestudeerd, die een hoofdrol spelen bij de ontwikkeling van stamcellen. Hier ontdekten ze dat de transmitterstoffen de celdeling in het endoderm konden bevorderen en, tegelijkertijd, ondersteunde celdeling tussen de pluripotente cellen, maar dat ze konden kiezen welke cel ze ondersteunden op basis van wat insuline hen vertelde te doen. Als de onderzoekers insuline verwijderden, de pluripotente stamcellen stopten met delen en endodermcellen vervingen ze. Toen insuline er was, de pluripotente cellen groeiden en behielden het vermogen om elke cel in het lichaam te worden.

'De mechanismen die we hebben ontdekt, zijn heel interessant. Dit suggereert dat verschillende hoeveelheden insuline ervoor zorgen dat cellen verschillend reageren op dezelfde signalen. Tot nu toe hebben we alleen tests op muizen gedaan, maar de volgende stap is om te onderzoeken of dezelfde mechanismen worden gevonden bij mensen', zegt post.doc. Kathryn Anderson.