DOOR GERT VAN MAANEN - 18-06-2022 - Nieuws
Een fluorescente microscopiebeeld van een humane blastoïd, een kunstmatige embryo-achtige stuctuur gevormd uit stamcellen die gebruikt wordt in het onderzoek in petrischalen naar de vroege embryogenese. Blauwe cellen ontwikkelen zich richting placenta en gele cellen richting embryo en foetus. Beeld: Alok Javali, Heidar Heidari Khoei and Nicolas Rivron, Institute of Molecular Biotechnology, IMBA, Wenen (AT).
Het epigenetisch eiwitcomplex PCR2 bepaalt of embryocellen zich richting placenta of foetus ontwikkelen, met mogelijke implicaties voor embryokweek en ivf.
‘Al voor de eerste zestien embryocellen ontstaan is de beslissing genomen in welke richting de cellen zich zullen ontwikkelen. We ontdekten dat die besluitvorming een epigenetisch karakter heeft en dat we de keuze met een simpel stofje kunnen beïnvloeden. Als we het eiwitcomplex PCR2 daarmee onderdrukken krijg je meer placentacellen dan als PRC2 gewoon normaal actief is’, vertelt de Nijmeegse moleculair bioloog Hendrik Marks van de Radboud Universiteit. Hij publiceert samen met collega’s uit Nijmegen, Cambridge, Wenen, Leuven en Gent op 13 juni in Nature Cell Biology een artikel dat nieuw licht werpt op de vroege regulatie van humane embryocellen.
‘We hebben ons onderzoek gedaan in een nieuw menselijk embryonaal modelsysteem waarmee je de complete ontwikkeling van de eerste zes dagen na bevruchting kunt volgen. Dat zijn geen cellen die je steeds hoeft te oogsten, maar ze kunnen ook geen compleet menselijk embryo vormen. Voor ons doel zijn ze perfect omdat je er heel goed de ontwikkeling tot het stadium van blastocyst mee kunt volgen. In dat stadium vindt de inductie van de trofoblast plaats, de voorloper van de placenta. De buitenste cellaag gaat dan de placenta vormen en de binnenste cellen vormen een klompje dat zich ontwikkelt tot foetus’, legt Marks uit.
BLOKKADE
Het eiwitcomplex Polycomb Repressive Complex-2 – kortweg PRC2 – speelt een sleutelrol doordat het een epigenetische blokkade vormt in het chromatine. PRC2 doet dit door via histonen genexpressie tegen te houden die zorgt dat de cellen zich tot placenta ontwikkelen. Met het relatief simpele kleine molecuul UNC1999 is de blokkade door PRC2 op te heffen, waarna de onderzoekers vorming van placentacellen konden stimuleren. ‘We krijgen zo greep op het epigenetisch differentiatieproces in de vroege embryonale ontwikkelingen die ook inzicht kan geven in ontsporingen van de vroege zwangerschap. Daarnaast biedt het mogelijkheden om de praktijk van ivf te verbeteren en betere kweekcondities voor embyro’s te ontwikkelen’, meent Marks.
De niet bij dit onderzoek betrokken Leidse stamcelexpert en ontwikkelingsbioloog Christine Mummery is zeer te spreken over dit onderzoek. ‘Er is relatief weinig onderzoek op het gebied van chromatine-regulatie van deze processen. Ze hebben een mooie ontdekking gedaan van hoe trofoblastformatie geregeld, of juist geremd, is in naïeve humane pluripotente stamcellen. Dit heeft zeker implicaties voor het ontwikkelen van bonafide zogeheten integrated embryo’s. De implicaties voor kweekcondities, verbetering van ivf en het terugplaatsen van embryo’s kan ik niet overzien’, meent Mummery. ‘Maar ivf-methoden zijn nu relatief succesvol en het is en grote stap om deze te veranderen.’