In veel organen zorgen stamcellen voor het blijven vernieuwen van weefsel. Uit deze stamcellen ontstaan alle celtypes die nodig zijn voor een goed functionerend orgaan. “We weten bijvoorbeeld dat er in de darm continu nieuw weefsel wordt aangemaakt en dat dit proces altijd start in stamcellen die in de darm zijn genesteld”, vertelt Louis Vermeulen. “Dit proces is essentieel voor het gezond houden van het orgaan, maar het ligt vaak ook aan de basis van het ontstaan van kanker.” Tot nu toe was het onduidelijk hoe dit proces werkte in de alvleesklier, maar daar brengt het onderzoek van Vermeulen en Bijlsma verandering in. “Tot onze verbazing zagen we in onze experimentele muismodellen dat alle cellen in de alvleesklier het vermogen hebben om het orgaan te herstellen. Dat dit niet strikt gereguleerd is vanuit een kleine hoeveelheid stamcellen verandert ons basale begrip van de biologie van de alvleesklier en het ontstaan van alvleesklierkanker.”
Een oefening in geduld
Het oorspronkelijke doel van de experimenten, uitgevoerd door promovendi Sophie Lodestijn en Tom van den Bosch, was om meer inzicht te krijgen in de dynamiek van stamcellen in de alvleesklier. Dat ze uiteindelijk geen enkel bewijs vonden voor het bestaan van stamcellen in de alvleesklier was een scenario waarop ze in eerste instantie niet hadden gerekend. Om hun initiële onderzoeksvraag te beantwoorden werd gebruik gemaakt van een muismodel dat eerder is ingezet om stamcellen in de darm te onderzoeken. “We wisten van tevoren dat dit experiment een oefening in geduld zou worden”, aldus mede-onderzoeksleider Maarten Bijlsma. “In vergelijking met de darmen is de snelheid waarmee weefsel wordt vernieuwd in de alvleesklier namelijk veel lager. De kracht van ons model is dat er spontaan een fluorescerend eiwit geactiveerd wordt in willekeurige cellen. We kunnen onze experimenten dus doen zonder de dieren bloot te stellen aan behandelingen die vaak uit zichzelf al invloed hebben op de alvleesklier. Vervolgens kunnen we met microscopische opnames zeer precies in kaart brengen wat er onder normale omstandigheden met deze cellen gebeurt.”
Het verkrijgen van de resultaten duurde daarom een aantal jaar. “Na zorgvuldige analyse en wiskundige modellering waren we verrast dat we geen enkel bewijs voor het bestaan van stamcellen in de alvleesklier vonden. Sterker nog, alles wijst er nu op dat alle cellen die spijsverteringsenzymen maken in de alvleesklier zogenaamde regeneratieve capaciteiten hebben.” Ongeveer 90% van de alvleesklier bestaat uit deze celtypen, het zijn ook deze cellen waaruit alvleesklierkanker ontstaat.
Een microscopische opname van de alvleesklier (rood) waarin door spontane activatie van een fluorescerend eiwit (geel) de groei van weefsel gevolgd kan worden.
Implicaties voor onderzoek naar alvleesklierkanker
Alvleesklierkanker is een van de vormen van kanker waarbij de vooruitzichten voor patiënten nog altijd somber zijn. Het nieuwe fundamentele inzicht in de biologie van de alvleesklier komt dan ook als geroepen. “Gemiddeld genomen overlijden bijna 90% van de mensen die deze diagnose krijgen binnen een aantal jaar”, vertelt Vermeulen. Er wordt wereldwijd veel onderzoek gedaan naar nieuwe behandelingen tegen alvleesklierkanker. “Echte baanbrekende innovatie in geneesmiddelenonderzoek komt vaak voort uit fundamentele kennis. We hopen dat ons basale onderzoek nieuwe wegen opent en zo een startpunt vormt voor het vinden van nieuwe behandelingen tegen alvleesklierkanker.” Een eerste vervolgstap komt uit aanvullend onderzoek van Vermeulen en Bijlsma zelf. In dit onderzoek tonen ze op een vergelijkbare manier de afwezigheid van stamcellen in menselijke alvleesklierkanker aan. Daarnaast gaan de onderzoekers met hun muismodel aan de slag om voor andere organen in kaart te brengen hoe regeneratie werkt. Er lopen nu experimenten waarin gekeken wordt naar de huid, de maag en de slokdarm.
Het onderzoek is financieel ondersteund door Oncode Institute, Amsterdam Gastroenterology Endocrinology Metabolism (AGEM), The New York Stem Cell Foundation en subsidies van KWF, de Maag Lever Darm Stichting, de European Research Council en NWO.
Lees het artikel in Cell Stem Cell: Continue klonale etikettering onthult uniform voorloperpotentieel in de volwassen exocriene alvleesklier
Bron en beeld: Persbericht Oncode Institute
