Een geavanceerd systeem van "sociale controle" dat tussen naburige cellen werkt, stelt embryo's in staat de zuiverheid van hun pluripotente celpopulatie te beschermen, die in staat is om alle lichaamsweefsels te genereren. Dit systeem werkt door de eliminatie van cellen die voortijdig beginnen te differentiëren, in een proces dat wordt gemedieerd door "celcompetitie" op basis van de expressieniveaus van het gen Myc. Dit controlesysteem is belangrijk voor pluripotentie tijdens de ontwikkeling van zoogdierembryo's, en wordt voor het eerst beschreven in Ontwikkelingscel door onderzoekers van het Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC).

Wanneer zoogdierembryo's niet meer dan enkele tientallen cellen bevatten, sommige van deze cellen hebben het vermogen om te differentiëren in alle celtypen van het organisme. Dit vermogen staat bekend als pluripotentie, en onderzoeksleider Dr. Miguel Torres legde uit dat in deze vroege stadia het embryo de pluripotente celpopulatie gedurende een periode van dagen moet behouden en uitbreiden om enkele duizenden pluripotente cellen te produceren, genoeg om een ​​nieuw individueel organisme te genereren. Tijdens dit proces, cellen evolueren van een naïeve staat (meer pluripotent) naar een geprimede staat waarin ze een grotere neiging hebben om te differentiëren.

Tot nu, wetenschappers hebben niet kunnen verklaren waarom deze uitbreiding van het aantal pluripotente cellen gepaard gaat met de spontane dood van grote aantallen van dezelfde cellen. Wat bekend was, is dat naburige pluripotente cellen hun niveaus van een factor genaamd Myc vergelijken, die het vermogen van cellen om te groeien en te prolifereren regelt. Cellen met minder Myc dan hun buren sterven door een proces dat bekend staat als celcompetitie; echter, het was niet bekend waarom de pluripotente celpopulatie in het embryo cellen met verschillende Myc-spiegels bevat.

Voor de nieuwe studie een multidisciplinair team van het CNIC gebruikte pluripotente cellen waarin de niveaus van Myc worden onthuld door een fluorescerend signaal. Het team ontwikkelde ook een nieuwe tool voor beeldanalyse waarmee ze groepen levende pluripotente cellen konden filmen. Door het niveau van Myc in deze populaties te volgen, de wetenschappers waren in staat om te observeren welke cellen "verliezers" worden in celcompetitie en sterven, en welke "winnaars" worden en overleven. Het fluorescerende signaal stelde het team ook in staat cellen met hoge of lage Myc-niveaus te isoleren en hun kenmerken te bestuderen. Dr. Torres zegt, "De studie toont aan dat het niveau van Myc de differentiatietoestand van de cel onthult; cellen met meer Myc zijn naïever, met andere woorden meer pluripotent, terwijl degenen met minder Myc meer geprimed zijn, of meer gedifferentieerd."

Wat deze ontdekking impliceert, is dat de pluripotente stamcelpopulatie niet zuiver is, vanwege het verschijnen van geprimede cellen met lagere niveaus van Myc. interessant, wanneer de cellen zich delen, de dochtercellen vertonen een zeer sterke neiging om het Myc-niveau en de differentiatietoestand van de moedercel te behouden. Dus toen het onderzoeksteam celconcurrentie blokkeerde, ze ontdekten dat gedifferentieerde cellen zich ophoopten in de pluripotente stamcelpopulatie. Met andere woorden, de pluripotente stamcelpopulatie werd minder zuiver wanneer geprimede cellen niet konden worden geëlimineerd door celcompetitie.

De wetenschappers deden ook de volgende fascinerende ontdekking. Zodra het embryo genoeg pluripotente cellen heeft verzameld om een ​​nieuw individu te genereren, deze cellen moeten gaan differentiëren. Het onderzoeksteam ontdekte dat in dit stadium hele celpopulaties hun Myc-niveaus tegelijkertijd verlagen, waardoor de dood door celconcurrentie wordt vermeden en een gecoördineerd differentiatieproces wordt gestart. De conclusies van de eerste auteur Covadonga Díaz-Díaz en collega's stellen vast dat celconcurrentie op basis van differentiële Myc-niveaus tussen naburige cellen fungeert als een "sociaal controlesysteem", waardoor embryo's de zuiverheid van de pluripotente stamcelpopulatie beschermen door cellen te elimineren die voortijdig beginnen te differentiëren.

Volgens de onderzoekers is deze resultaten onthullen ook de yin- en yang-actie van genen zoals Myc. "Het vermogen van Myc om celgroei en proliferatie te reguleren is essentieel voor de embryonale ontwikkeling, maar deze zelfde capaciteit betekent dat overmatige Myc-expressie in de cellen van volwassenen een van de belangrijkste oorzaken van kanker is."