Een nieuwe studie uitgevoerd door de Universiteit van Oxford heeft platte wormen gebruikt om te kijken naar de rol van migrerende stamcellen bij kanker.

Onderzoekers van het Aboobaker-lab van de afdeling Zoölogie hebben geprofiteerd van de soort worm die vol zit met stamcellen. de wormen, ook bekend als planarians, staan ​​bekend om hun vermogen om al hun weefsels en organen herhaaldelijk te regenereren. Dit proces vereist de activiteit van hun stamcellen die zich constant delen om alle nieuwe cellen te maken.

Celmigratie - of de verplaatsing van cellen van het ene deel van het lichaam naar het andere - is een sleutelfunctie van cellen in ons lichaam. Er zijn voortdurend nieuwe stamcellen nodig om de weefsel- en organenfuncties in stand te houden, en er wordt van hen verwacht dat ze migreren naar waar ze nodig zijn. Echter, controle over deze bewegingen kan mislukken, en kanker kan ontstaan ​​wanneer deze cellen migreren naar plaatsen waar ze niet horen te zijn.

Door te begrijpen hoe stamcellen zijn geprogrammeerd om te bewegen, wat hen activeert en hoe ze het juiste pad volgen, onderzoekers kunnen mogelijk nieuwe behandelingen voor kanker ontwerpen.

'We wisten al dat deze wormstamcellen veel gemeen hebben met onze eigen stamcellen, maar we wisten niets over hoe ze migreren en of dit proces betrekking heeft op hoe onze cellen migreren, ' zegt dr. Prasad Abnave, eerste auteur van de studie, gepubliceerd in Ontwikkeling .

'We wilden vaststellen of dezelfde mechanismen evolutionair geconserveerd waren of niet, we hoopten dat ze zouden zijn, omdat dit een uitstekend model zou zijn om alle aspecten van stamcelmigratie te bestuderen.'

Echter, voordat het team met de wormen kon gaan werken, ze moesten een klein probleem overwinnen. 'Misschien een beetje contra-intuïtief, de enorme overvloed aan stamcellen in planarians maakt het moeilijk om migratie te bestuderen, ' zei professor Aziz Aboobaker.

'Om de beweging van cellen te traceren, moet je een veld creëren waar ze naartoe kunnen bewegen, zodat je zeker kunt zijn van de richting en snelheid waarmee ze bewegen, maar als de cellen waarin je geïnteresseerd bent al overal staan, is dat lastig.'

Gelukkig kon het team putten uit meer dan 100 jaar eerder werk. In een bepaald experiment waarbij röntgenstralen werden gebruikt om planaire stamcellen te doden, bleek dat de dieren de behandeling overleefden als een deel van de worm onder een loden schild werd gehouden, als 'vermoedelijk migreren de stamcellen onder het loden schild naar de rest van het dier en is alles in orde.' zei Abnave.

Met de hulp van Dr. Mark Hill van de afdeling Oncologie van Oxford kon de groep een apparaat ontwerpen waarmee ze röntgenstralen konden gebruiken om een ​​dunne strook stamcellen achter te laten. Deze cellen konden vervolgens worden waargenomen terwijl ze door de rest van het organisme migreerden naar de plaats waar de oorspronkelijke stamcellen waren gedood.

'Deze samenwerking gaf ons een mooie kans om eerdere ervaringen met het bestuderen van kankercellen toe te passen op een onderzoek waarbij cellen in een heel organisme betrokken zijn. Het zal een nuttig hulpmiddel zijn om ons begrip van stamcellen te verbeteren, en hun mogelijke rol bij kanker, ' zei Marc.

'Het klinkt simpel, maar het kostte veel tijd om een ​​apparaat en technieken te ontwerpen waarmee we veel wormen tegelijk konden bestuderen. Dat was essentieel om te kunnen bestuderen hoe migratie werd gecontroleerd en om experimenten van hoge kwaliteit uit te voeren die echt reproduceerbare resultaten konden opleveren. ' zei Aboobaker.

Professor Gillies McKenna, de directeur van het CRUK / MRC Institute for Radiation Oncology and Biology merkte op:'Dit project is een voorbeeld van waarom Oxford zo'n dankbare plek is om onderzoek te doen. Mensen van verschillende afdelingen en disciplines die hun expertise samenbrengen om een ​​probleem aan te pakken, kunnen niet alleen, maar kunnen samen een nieuw licht werpen op zowel fundamentele biologie als kanker.'

Door te bestuderen hoe de wormen reageren op verwonding, het team ontdekte dat stamcellen heel precies naar het getroffen gebied migreerden. Bij afwezigheid van beschadigd weefsel zaten de cellen echter stil en migreerden niet.

Met behulp van een techniek die RNA-interferentie wordt genoemd, was het team vervolgens in staat om de functie van regulerende genen te verwijderen waarvan al bekend was dat ze belangrijk zijn bij celmigratie (en een rol spelen bij menselijke kankers) en ontdekte dat ze allemaal ook nodig waren voor de migratie van planarians-stamcellen . Deze genen omvatten eiwitten die bekend staan ​​als transcriptiefactoren die belangrijk zijn omdat ze fungeren als AAN/UIT-schakelaars voor honderden andere genen.

'Dit was een zeer bevredigend resultaat omdat het ons vermoeden bevestigde dat onze eenvoudige wormen zeer nuttig zullen zijn voor het begrijpen van stamcelmigratie, now we have proven the system we can look intensely for new mechanisms that control or interact with cell migration and have a real expectation that we find will also be true for our migrating cells" said Abnave. One advantage of our worms is that they are easy to work with and we can make rapid progress.'

Next the team hopes to look for new genes that control stem cell migration using the system they have developed.