Universiteit Leiden

nl en
Dossier

Niko Tinbergenlezing

Stamcellen, Dr. Jekyll or Mr. Hyde? De Niko Tinbergenlezing 2019 wordt gegeven door Hans Clevers. Stamcellen brengen een grote belofte met zich mee, maar staan ook aan de basis van kanker, aldus Clevers. Voorafgaand aan de hoofdlezing nemen Ariane Briegel en Susana Chuva de Sousa Lopes in kortere lezingen het publiek mee in hun vakgebieden.

Stamcellen staan aan de basis van alle leven. In volwassen organen worden oude cellen continu vervangen door middel van celdeling van stamcellen. Met name de huid, het bloed en beenmerg, en de binnenbekleding van de darm vernieuwen zich in hoog tempo. In andere organen worden stamcellen hyperactief na weefselschade om het defect te herstellen.

Er is de laatste jaren grote interesse in stamcellen: stamcellen kunnen ingezet worden om zieke weefsels te genezen of om oude, versleten weefsels te vervangen. Sinds kort is het mogelijk om stamcellen uit gezonde en zieke weefsels in het laboratorium door te kweken in de vorm van mini-orgaantjes, de zogenaamde organoïden.

Voor deze organoïden worden op dit moment tal van toepassingen ontwikkeld. Voor orgaantransplantaties zijn mini-orgaantjes nu nog geen alternatief, maar op de lange termijn bieden ze zeker perspectieven. Ze kunnen een rol spelen in het regenereren van organen, waarbij ze weefsel dat niet meer functioneert vervangen. Zelfs als er wel genoeg donoren zouden zijn, dan is regeneratie met eigen weefsel een veel natuurlijker en minder ingrijpend proces dan transplantatie van een compleet orgaan. Een andere mogelijke toepassing is repareren van weefselschade. Zo blijken geïnjecteerde mini-darmpjes als een soort rondzwervende pleisters de weefselschade van darmontstekingen te kunnen herstellen, in ieder geval in muizen. Ook bij fundamenteel onderzoek van genen en celtypen komen organoïden goed van pas. En tenslotte zijn mini-orgaantjes heel geschikt als proefweefsel om medicijnen of ingrepen op uit te testen.

Maar stamcellen hebben ook een dark side. Ze staan namelijk ook aan de basis van kanker. Door meer over stamcellen te weten, leren we ook beter begrijpen hoe bepaalde vormen van kanker ontstaan. Stamcellen, Dr. Jekyll or Mr. Hyde? Oordeel zelf.

Over de spreker

Hans Clevers is als hoogleraar Moleculaire Genetica verbonden aan het Universitair Medisch Centrum Utrecht en de Universiteit Utrecht. Van juni 2012 tot mei 2015 was hij president van de Koninklijke Nederlandse Akademie van Wetenschappen (KNAW). Clevers is groepsleider bij het Hubrecht Instituut voor Ontwikkelingsbiologie en Stamcel onderzoek en bij het Prinses Máxima Centrum voor kinderoncologie.

Vrouwen die tijdens hun kindertijd kanker hebben overleefd, kunnen vaak niet zwanger worden doordat hun eiecellen beschadigd zijn door chemotherapie. Deze zijn immers allemaal al aanleg aanwezig in de eierstokken van voor het moment van geboorte. Een belangrijke onderzoeksdoorbraak die helpt deze schade te voorkomen was dan ook de mogelijkheid eierstokweefsel vóór chemotherapie te verwijderen en te bewaren door invriezing, zodat het later in het leven terug kan worden getransplanteerd. Dit heeft geleid tot meer dan 150 succesvolle zwangerschappen wereldwijd en verschillende in Nederland. Deze behandeling brengt echter ook het risico met zich mee dat kankercellen opnieuw worden geïntroduceerd bij patiënten. Dit risico is te groot en er zijn alternatieven nodig.

Ik onderzoek manieren om onrijpe eicellen uit het geconserveerde eierstokweefsel in het laboratorium af te laten rijpen. De bedoeling is het eierstokweefsel niet terug in de patiënt te transplanteren, maar de rijpe eicellen direct te gebruiken voor in-vitrofertilisatie. Succesvolle methoden om de vorming en rijping van jonge follikels in het laboratorium te induceren vormen al tientallen jaren een uitdaging. Recente ontwikkelingen in single-cell-technologieën, machine learning-algoritmen en het gebruik van biomaterialen bieden echter de multidisciplinaire context die nodig is om succesvolle protocollen te ontwikkelen. Als we deze protocollen uiteindelijk kunnen inzetten voor de patiënt, zal dit resulteren in een paradigmaverschuiving en herstelde vruchtbaarheid. Dit zou de kansen op moederschap voor vrouwen die kanker overleven vergroten, onafhankelijk van leeftijds-, sociaal-economische of kanker(type)gerelateerde factoren.

Een alternatief is uit patiëntspecifieke stamcellen een betrouwbaar organoïdesysteem te ontwikkelen: een kunstorgaan met dezelfde functie als de eierstok. Dit kan leiden tot innovatieve reproductieve technologieën die nodig zijn om de (reproductieve) veroudering van onze moderne samenleving te verzoenen met de natuurlijke biologische klok van de vrouw. Met onze aanpak willen we effectievere gepersonaliseerde therapieën bieden voor het behoud van de vruchtbaarheid en bijdragen aan de ontwikkeling van een in vitro mini-eierstok-organoïde model voor gebruik bij de reproductietoxicologie en ziektemodellering bij de mens.

Over de spreker

Susana Chuva de Sousa Lopes is hoogleraar Ontwikkelingsbiologie bij de afdeling Anatomie en Embryologie van het Leids Universitair Medisch Centrum.

Micro-organismen zijn de meest voorkomende organismen op aarde en beïnvloeden alle aspecten van ons leven. Maar doordat ze zo klein zijn, zijn ze moeilijk te bestuderen. We beginnen dan ook pas net te begrijpen hoe hun cellulaire architectuur in elkaar zit.  Hun cellen bevatten meerdere moleculaire machines die de basis vormen voor complex gedrag dat opmerkelijke gelijkenissen vertoont met gedrag dat we zien bij dieren. Door dit gedrag op microschaal te bestuderen, treden we dus in de voetsporen van de gerenommeerde Nederlandse gedragswetenschapper Nikolaas Tinbergen.

Om inzicht te krijgen in de nanomachines die ten grondslag liggen aan microbieel gedrag, werken we met krachtige moderne microscopen waarmee we deze structuren in de cellen direct kunnen observeren. Hierdoor kunnen we gedetailleerd inzicht krijgen in hoe micro-organismen hun voedselbronnen opsporen en schadelijke gifstoffen in hun omgeving ontwijken.

Veel bacteriën zijn beweeglijk - ze zwemmen of kruipen op oppervlakken met behulp van gespecialiseerde celaanhangsels. Maar hun bewegingen zijn niet willekeurig - ze worden gestuurd door een sensorisch apparaat dat we de chemoreceptor array noemen. Met deze 'bacteriële neus' kunnen de cellen hun chemische omgeving 'ruiken' en kunnen ze de voor hen gunstigste omstandigheden opzoeken. Verschillende ziekmakende micro-organismen gebruiken dit systeem als de eerste stap bij het binnendringen van een gastheer.

Om inzicht te krijgen in de structuur en functie van de moleculaire machines verantwoordelijk voor dit gedrag, gebruiken we de methode elektronen-cryotomografie. Hiermee kunnen we moleculaire machines in intacte cellen in drie dimensies met macromoleculaire resolutie bestuderen. We willen deze kennis gebruiken om nieuwe manieren te vinden om infecties te behandelen en biosensoren te ontwerpen die ons helpen bepaalde ziekten, zoals kanker, snel op te sporen.

Over de spreker

Ariane Briegel is hoogleraar Ultrastructuurbiologie aan de Universiteit Leiden. Ze is tevens directeur van NeCEN, the Netherlands Centre for Electron Nanoscopy.

Deze website maakt gebruik van cookies. Meer informatie