Stel je voor dat je stamcellen uit je beenmerg gebruikt om een ​​stukje botweefsel te laten groeien in het laboratorium, waarna artsen onderzoeken welke medicijnen het gewenste effect op je botten hebben. Op deze manier, er zou voor iedereen een behandelplan op maat worden gemaakt, waarbij de beste aanpak op voorhand duidelijk is:gepersonaliseerde geneeskunde op zijn best.

Die toekomstvisie is geen sciencefiction meer nu onderzoekers van de Technische Universiteit Eindhoven en het Radboudumc het eerste deel daadwerkelijk hebben gerealiseerd:het kweken van een levensecht stukje botweefsel uit menselijke stamcellen. Het is de eerste organoïde van bot, een vereenvoudigde versie van het origineel, rapporteren de onderzoekers vandaag in het tijdschrift Geavanceerde functionele materialen .

Samenhangend beeld

"Hiermee, wij presenteren, Voor de eerste keer, het volledige beeld van botvorming in een vroeg stadium, " zegt Sandra Hofmann, universitair hoofddocent Bioengineering Bone van de TU/e. En dat is van groot belang:hoe onze botten worden gevormd, is nog grotendeels een mysterie. Bot is een zeer complex materiaal waarin talloze cellen en processen op elkaar inwerken, en bevat een ingenieuze matrix van collageen en mineraal om kracht te geven. Er is veel bekend over de afzonderlijke componenten, maar een samenhangend beeld ontbrak tot nu toe.

Drie soorten cellen spelen de hoofdrol bij botvorming:osteoblasten (die botweefsel opbouwen), osteoclasten (die bot wegnemen) en osteocyten (die de opbouw en afbraak van bot reguleren). "De meeste studies tot nu toe hebben zich gericht op een van deze soorten cellen, maar dat is geen goede weergave van het echte weefsel, ", zegt Hofmann. "We presenteren hier een stuk geweven bot (bot in een vroeg stadium) dat is ontstaan ​​uit stamcellen en dat twee soorten van deze cellen bevat:osteoblasten en osteocyten. We zien nu dat we exclusief met deze twee celtypes levensecht bot kunnen maken."

Wijzer worden van moleculair porren

"En misschien nog belangrijker, ons systeem gedraagt ​​zich net als bot in een vroeg stadium, " zegt Anat Akiva, universitair docent Celbiologie aan het Radboudumc. "We laten zien dat beide soorten cellen de eiwitten produceren die ze nodig hebben voor hun functionaliteit, en we laten met het grootste detail zien dat de matrix eigenlijk de botmatrix is ​​die we in echt weefsel zien."

Het feit dat een vereenvoudigde weergave van botvorming op moleculair niveau nu mogelijk is, biedt ongekende mogelijkheden, volgens de onderzoekers. "Een bot bestaat voor 99% uit collageen en mineralen, maar er is ook nog eens 1% eiwitten die essentieel zijn voor een succesvolle botvorming, " legt professor Nico Sommerdijk van het Radboudumc uit. "Dus wat is de rol van deze eiwitten? Hoe ondersteunen ze de botvorming? Nooit eerder hebben we de mijlpalen van dit proces op moleculair niveau kunnen bekijken."

En met dat, ze hebben meteen een goede ingang om de oorzaak van genetische botziekten zoals "brosse botziekte" en hun mogelijke behandelingen te onderzoeken. "Vergeet niet dat de oorsprong van veel ziekten op moleculair niveau ligt - en dat geldt ook voor de behandeling, "zegt Akiva. "In feite, we hebben nu een eenvoudig systeem in een betrouwbare omgeving waarin we kunnen rondneuzen en zien hoe botcellen reageren op de prikkels die we bieden."