Het geheim van de onverwoestbare platwormen

Het is de droom van veel artsen en wetenschappers: een nieuwe nier, hart of lever laten groeien uit de stamcellen van de patiënt. Stamcellen zijn de producenten van alle cellen in ons lichaam. Tijdens de ontwikkeling van een baby kunnen stamcellen uitgroeien tot allerlei lichaamsdelen, maar volwassen stamcellen kunnen dat niet meer. Zij beperken zich: bloedstamcellen maken ons bloed en stamcellen in onze huid maken nieuwe huidcellen. “Platwormen hebben juist veelzijdige stamcellen en deze kunnen elke cel in de worm worden”, zegt assistent professor Steffen Werner over de wonderlijke beestjes. “Ze kunnen zich oneindig blijven herstellen totdat ze uiteindelijk een keer ziek worden of te weinig voedsel binnenkrijgen en doodgaan. Er bestaan zelfs soorten die zich alleen voortplanten door zich te splitsen. Wat is het geheim van deze beestjes: hoe komen de stamcellen bij de wond en hoe weten ze wat ze moeten worden?”

Geheim van platwormen

Om het geheim van de platworm te ontrafelen, staat het lab vol met bakken platwormen. De onderzoekers ontleden de wormen en labelen de cellen selectief zodat ze kunnen zien waar ze in het lichaam zijn. “We kennen een gen dat alleen actief is in stamcellen of in de cellen die uit deze stamcellen ontstaan. We kunnen een molecuul toevoegen dat alleen bindt aan het RNA van dit specifieke gen en fluorescerend licht uitzendt als we er laserlicht op schijnen. Omdat dit RNA alleen in stamcellen aanwezig is, kunnen we de stamcel helder zien gloeien onder een microscoop.”

Maar de onderzoekers kunnen alleen cellen in dode wormen labelen en kunnen dus niet de bewegingen van de stamcellen binnen een worm volgen. Daarom simuleren ze verschillende bewegingsstrategieën met de computer (in een zogenaamd Cellular Potts model). Werner: “De wondplaats geeft waarschijnlijk een wondsignaal af dat de stamcellen kunnen signaleren. Vergelijk het met de zoektocht naar een gebakken brood. Je draait je hoofd naar links en rechts om te ruiken of de geur aan één kant sterker is. Als je geen verschil ruikt, kun je in één willekeurige richting lopen. Als de geur sterker wordt, blijf je lopen, anders draai je om. Ten slotte kun je het gedrag van andere mensen om je heen observeren en volgen. Wij simuleren hoe de stamcellen de wondsignalen dus mogelijk interpreteren: door ruimtelijke verschillen in de signaalsterkte te voelen, een willekeurige wandeling te maken en/of te communiceren met andere cellen.”

De onderzoekers vergelijken de simulaties op verschillende momenten met wat ze zien in de wormen in het lab. “We begrijpen straks beter hoe platwormen herstellen en organen opnieuw laten groeien. We hopen dat deze informatie wetenschappers helpt om in de toekomst vanuit stamcellen hele organen van mensen te laten groeien.”