In een nieuwe studie hebben onderzoekers van Kunming University of Science and Technology, China; China Agricultural University, China; de Chinese Academy of Sciences; en het University of Texas Southwestern Medical Center een nieuw kweeksysteem ontwikkeld dat embryonale stamcellen (ESC's) en extra-embryonale stamcellen (ESC's) co-cultiveert, wat inzicht kan bieden in de oorzaken van aangeboren afwijkingen en vroege ontwikkelingsstoornissen. wat het potentieel heeft om belangrijke inzichten te bieden in de oorzaken van aangeboren afwijkingen en vroege ontwikkelingsstoornissen. De resultaten van de studie werden online gepubliceerd op 4 december 2023 in het tijdschrift Cell onder de titel "Dissecting embryonic and extraembryonic lineage crosstalk with stem cell co-culture Het artikel is getiteld "Dissecting embryonic and extraembryonic lineage crosstalk with stem cell co-culture. De corresponderende auteurs van het artikel zijn Dr. Weizhi Ji en Dr. Tao Tan van Kunming University of Science and Technology en Dr. Jun Wu van The University of Texas Southwestern Medical Center.
Dr. Wu zei: "Deze bevindingen tonen significante vooruitgang in stamcel- en ontwikkelingsbiologie door de ontwikkeling van een uniform stamcelcultuursysteem. Het gebruik van dit nieuwe systeem verdiept niet alleen ons begrip van de interacties tussen embryonale en extra-embryonale cellen tijdens de embryogenese, maar legt ook de basis voor de constructie van nauwkeurigere modellen van embryonale ontwikkeling en verbeterde stamceldifferentiatieprotocollen."
Naast het schetsen van nieuwe uniforme groeiomstandigheden voor embryonale en extra-embryonale stamcellen, onthult deze nieuwe studie belangrijke interacties tussen verschillende embryonale en extra-embryonale celtypen, zoals het remmende effect van extra-embryonale endodermcellen op de groei van pluripotente cellen, en onderstreept het het belang van intercellulaire communicatie tijdens embryogenese. De studie identificeert ook gemeenschappelijke en unieke factoren die betrokken zijn bij de regulatie van extra-embryonale endodermale stamcellen in verschillende soorten.
Dr. Wu merkte op: "Deze fundamentele studie van stamcelbiologie heeft het potentieel om belangrijke inzichten te verschaffen in de oorzaken van aangeboren afwijkingen en vroege ontwikkelingsstoornissen. De inzichten die uit deze studie voortvloeien, vormen de basis voor mogelijke preventieve en therapeutische strategieën voor dergelijke stoornissen."
Yulei Wei, eerste auteur van het artikel en hoogleraar aan de School of Biological Sciences van de China Agricultural University, zei: "Over het algemeen kan het vermogen om de natuurlijke embryonale omgeving in vitro na te bootsen de studie naar vroege menselijke ontwikkeling en ziektes enorm bevorderen, wat mogelijk kan leiden tot nieuwe therapeutische en preventieve strategieën."
Afbeelding uit Cell, 2023, doi:10.1016/j.cell.2023.11.008.
Deze nieuwe bevindingen bouwen voort op eerdere onderzoeksinspanningen in het lab van Dr. Wu, die bijdroegen aan fundamenteel en translationeel onderzoek om nieuwe stamcellen te genereren. Wetenschappers hebben verschillende nieuwe pluripotente stamcellen (PSC) van verschillende soorten met verschillende moleculaire en fenotypische profielen geïdentificeerd en hebben PSC-afgeleide interspecies chimeren en complementaire systemen van blastocysten gegenereerd voor het genereren van organen en weefsels. Onlangs ontwikkelde het team van Dr. Wu strategieën om embryonale stamcelmodellen te construeren voor in vitro-studies van perinatale ontwikkeling.
In een studie gepubliceerd in het tijdschrift Cell Stem Cell in 2021, bedacht het lab van Dr. Wu een kweekmethode om tussenliggende toestanden van pluripotente stamcellen te genereren uit blastomeren van muizen en paarden (Cell Stem Cell, 2021, doi:10.1016/j.stem.2020.11.003). Deze nieuwe studie ontdekte dat dezelfde kweekomstandigheden kunnen worden gebruikt om embryonale stamcellen en extra-embryonale stamcellen, zoals trofoblaststamcellen en extra-embryonale endodermstamcellen, te verkrijgen uit blastomeren van muizen en primaten.
Deze nieuwe studie zet het onderzoek van Dr. Wu's lab voort naar de interacties tussen embryonale en extra-embryonale weefsels tijdens de vroege ontwikkeling van zoogdieren met behulp van embryonale stamcelmodellen. Eerdere studies hebben met succes stamcelmodellen ontwikkeld van het vroege zoogdierembryo, waaronder blastocyst-achtige structuren (blastocyst-achtige embryo's genoemd) in muizen, koeien en mensen, evenals structuren die lijken op de menselijke perifere proto-gastrulatie (peri-gastrulatie) (menselijke perifere proto-gastrulatie-achtige embryo's genoemd).
Deze ontdekkingen hebben het potentieel om van invloed te zijn op onderzoek en therapeutische benaderingen voor een reeks aandoeningen, met name die ziekten en gebieden die verband houden met (1) ontwikkelingsstoornissen: inzicht in de gecoördineerde relatie tussen embryonale en extra-embryonische weefsels kan licht werpen op aangeboren misvormingen en ontwikkelingsstoornissen die optreden tijdens de vroege embryonale ontwikkeling; (2) placenta-anomalieën: inzicht in trofoblastische stamcellen die bijdragen aan de vorming van de placenta zou het begrip van placenta-afwijkingen zoals pre-eclampsie of placenta-abruptie kunnen verbeteren; (3) regeneratieve geneeskunde: het vermogen om embryonale en extra-embryonische stamcellen te cocultiveren bevordert de ontwikkeling van weefseltechniek en orgaanorganisatie, wat gunstig kan zijn voor de behandeling van ziekten die weefselregeneratie vereisen; en (4) kankeronderzoek: aangezien sommige kankers signaalroutes omvatten die gemeenschappelijk zijn voor stamcelregulatie, zoals FGF, TGF- en WNT, kan de nieuwe studie helpen om tumorgroei en -ontwikkeling te begrijpen. De studie kan bijdragen aan het begrip van tumorgroei en metastasering; (5) Reproductieve gezondheid: deze nieuwe studie kan het begrip van de vroege embryonale ontwikkeling en implantatieprocessen verbeteren en zo de ontwikkeling van vruchtbaarheidsbehandelingen bevorderen.
