Wetenschappers hebben zojuist reuzenpandahuidcellen omgezet in stamcellen

Met ongeveer 2.000 reuzenpanda's die nog in het wild over zijn, hebben wetenschappers de afgelopen decennia gezocht naar nieuwe manieren om de iconische zwart-witte beren van uitsterven te redden. En nu lijkt er meer hoop te zijn dan ooit tevoren.

Voor de eerste keer hebben wetenschappers gewone huidcellen van het dier genomen en ze omgevormd tot stamcellen, meldt het team op 20 september in Science Advances. Het hebben van dit soort stamcel, dat kan worden gestuurd om elk soort cel in het lichaam te worden, zou onderzoekers kunnen helpen om meer reuzenpanda's (Ailuropoda melanoleuca) te fokken en behandelingen te ontwikkelen voor hun ziekten.

Dit resultaat is echt een geweldige doorbraak op het gebied van reuzenpanda conservatie," zegt Thomas Hildebrandt, een dierenarts die gespecialiseerd is in wildreproductie aan de Vrije Universiteit Berlijn en die niet betrokken was bij het onderzoek. Het "opent een geheel nieuwe weg naar het redden van deze prachtige soort en het icoon van de conservatie,” en kan strategieën suggereren voor het genereren van stamcellen voor andere kwetsbare en bedreigde soorten.

Onderzoekers hebben al zowel muizen als menselijke huidcellen, genaamd fibroblasten, omgezet in stamcellen, specifiek pluripotente stamcellen. Deze stamcellen "hebben een onbeperkt proliferatiepotentieel en kunnen onder bepaalde omstandigheden elk soort cel, weefsel of orgaan in het lichaam vormen,” zegt Liu Jing, een stamcelonderzoeker bij het Guangzhou Institutes of Biomedicine and Health, Chinese Academy of Sciences. De uitdaging bij het creëren ervan is dat het proces moet worden aangepast aan elke nieuwe soort.

Om pandas’ fibroblasten om te programmeren tot pluripotente stamcellen, plaatste het team eerst enkele genen die bekend staan om volwassen cellen te herprogrammeren in de huidcellen samen met kleine RNA-moleculen die bekend staan om de overgang naar stamcellen te verbeteren. De onderzoekers moesten ook de specifieke eiwitten en groeifactoren identificeren die zouden helpen om de panda huidcellen om te zetten in stamcellen, evenals degene die hen in de pluripotente staat zouden houden.

Het hebben van pluripotente cellen op verzoek zou wetenschappers in staat stellen om reuzenpanda primordiale geslachtscellen te creëren, voorlopers van zaad- en eicellen, een prestatie die is bereikt bij muizen en noordelijke witte neushoorns.   

Het verkrijgen van deze panda-geslachtscellen is moeilijk geweest omdat de meerderheid van de levende pandapopulatie onder strikte bescherming blijft die typische technieken voor eierextractie verbiedt, zoals panda's medicijnen geven om extra eieren te produceren in een cyclus of eieren uit de eierstokken te halen. Er zijn ook te weinig panda's over om betrouwbaar eieren te kunnen verzamelen van recent overleden dieren.

Als wetenschappers sperma- en eicellen van panda's op een niet-invasieve manier zouden kunnen genereren, zoals het omzetten van deze huidcellen in stamcellen en vervolgens geslachtscellen, en die gebruiken om nieuwe panda's te maken, zou het team genetische diversiteit kunnen toevoegen aan de dieren die overblijven. Momenteel zijn er 33 geïsoleerde populaties, waarvan er 15 zeer dicht bij uitsterven zijn.

Het creëren van primordiale geslachtscellen uit de stamcellen is de volgende stap van het team. Maar technologie gebruiken om de voortplanting van de panda's te ondersteunen is niet het enige doel. Er is ook gebruik voor pluripotente stamcellen in ziekte diagnose en behandeling. Uiteindelijk, zegt Jing, is de hoop om zowel de reuzenpanda populatie uit te breiden als deze gezonder te maken.

De bevindingen van het team kunnen ook veel potentie hebben voor het bereiken van de stamceltransformatie bij andere bedreigde soorten. "Het is als een bibliotheek die je gebruikt," zegt Hildebrandt, die een belangrijke rol heeft gespeeld bij soortgelijke inspanningen om te voorkomen dat noordelijke witte neushoorns uitsterven. “Je weet wel, er zijn veel boeken die een vergelijkbare beschrijving geven maar vanuit een andere hoek.”

Wetenschappers hebben ook pluripotente stamcellen gecreëerd voor boren, Tasmanische duivels, Grevy's zebra's en Sumatraanse neushoorns. Met weer een nieuw boek toegevoegd aan de bibliotheek, wie weet op welke soorten wetenschappers de stamceltechnologie vervolgens kunnen toepassen?