17 december 2015

Publicatie in Cell

Stamboom bloed- en immuuncellen heeft meer vertakkingen dan gedacht

Prof. Rob de Boer

 

De aanmaak van bloedcellen en van cellen die betrokken zijn bij de afweerreactie van ons lichaam, verloopt ingewikkelder dan verondersteld. Uit de stamcel van alle bloed- en immuuncellen ontstaan wel vier of vijf verschillende typen voorlopercellen, in plaats van slechts twee, zoals men tot nu toe dacht. Dit blijkt uit onderzoek dat dr. Leila Perié tijdens haar Marie Curie Fellowship uitvoerde bij prof. Rob de Boer van de Universiteit Utrecht en prof. Ton Schumacher van het Nederlands Kanker Instituut. De resultaten hiervan zijn gepubliceerd in Cell van 17 december.

“Hiermee veranderen we niet alleen het klassieke plaatje in de tekstboeken. Een goed inzicht in dit proces is belangrijk voor immunotherapie, stamcel transplantatie en  patiënten met afwijkingen in de vorming van bloedcellen”, aldus Rob de Boer, hoogleraar Theoretische Biologie aan de Universiteit Utrecht.

Immunotherapie

Bij immunotherapie krijgt de patiënt medicijnen die het eigen afweersysteem versterken, zodat het de tumorcellen beter kan doden. “Inzicht in het ontstaan van de verschillende celtypen die een rol spelen bij de immuunrespons, is dus een belangrijke voorwaarde om het immuunsysteem zo te prikkelen dat het de tumorcellen aanvalt”, aldus dr. Leila Perié. “We weten echter nog weinig over het traject van stamcel tot het ontstaan van gespecialiseerde bloedcellen en immuuncellen.”

Streepjescode

Perié onderzocht daarom de allereerste fase van de aanmaak en vernieuwing van bloedcellen en immuuncellen. Zij gebruikte hiervoor een markeringstechniek die ontwikkeld is op het Nederlands Kanker Instituut, een soort streepjescode om het ontstaan van een afzonderlijke cel te volgen. Gespecialiseerde bloedcellen en immuuncellen ontstaan namelijk allemaal uit één soort cel: de hematopoëtische stamcel.

Voorlopercellen

Tot hun verrassing bleek uit het onderzoek van Perié en collega’s dat zich hieruit vier tot vijf ‘voorlopercellen’ ontwikkelen. Uit sommige hiervan kunnen vervolgens rode en bepaalde witte bloedcellen ontstaan, uit andere uitsluitend witte bloedcellen en uit nog weer andere uitsluitend zogenaamde lymfocyten.

Dr. Leila Perié
Dr. Leila Perié

Ingewikkelder

Tot nu werd gedacht dat bij deling van de hematopoëtische stamcel slechts twee typen voorlopercellen ontstaan. Eén voorlopercel waaruit lymfocyten ontstaan en een andere voor met name rode en bepaalde witte bloedcellen. “In werkelijkheid zit de stamboom van bloedcellen en immuuncellen dus ingewikkelder in elkaar”, aldus Perié. Zij gaat met de tijdens haar Marie Curie Fellowship ontwikkelde expertise in de kwantitatieve benadering van immunohematologie een eigen onderzoeksgroep opzetten aan het Institut Curie in Parijs.

Nieuwe Biologie

“Het Fellowship van Leila is een mooi voorbeeld van de nieuwe biologie”, vertelt De Boer. “Zij had net haar PhD in de immunologie gehaald en wilde leren wiskundige modellen te gebruiken om de complexe immunologie beter te begrijpen. Voor steeds meer onderzoekers in de life sciences is samenwerking met theoretisch biologen en bioinformatici nodig om uit de grote hoeveelheid data het antwoord op de onderzoeksvraag te halen.” De Boer speelde, samen met statisticus prof. Ken Duffy van het Massachusetts Institute of Technology, een belangrijke rol in de complexe wiskundige en bioinformatische analyse van de streepjescode-data. Hierover publiceerden zij eerder al in Cell Reports.

Publicatie

The branching point in erythro-myeloid differentiation
Leïla Perié, Ken R Duffy, Lianne Kok, Rob J de Boer*, Ton N Schumacher
Cell 17 december 2015, http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2015.11.059

* verbonden aan de Universiteit Utrecht

Meer informatie:

Nature-publicatie over de markeringstechniek:

Naik SH, Perié L, Swart E, Gerlach C, van Rooij N, de Boer RJ, Schumacher TN.
Diverse and heritable lineage imprinting of early haematopoietic progenitors.
Nature. 2013 Apr 11; 496(7444):229-32. doi: 10.1038/nature12013.

Cell Reports publicatie over de data-analyse:

Perié L, Hodgkin PD, Naik SH, Schumacher TN, de Boer RJ, Duffy KR.
Determining lineage pathways from cellular barcoding experiments.
Cell Rep. 2014 Feb 27; 6(4):617-24. doi: 10.1016/j.celrep.2014.01.016.

Science for Life

Dit onderzoek is een voorbeeld van Science for Life, een onderdeel van het Strategisch Onderzoeksthema Life Sciences van de Universiteit Utrecht.

Contact

Monica van der Garde, persvoorlichter faculteit Bètawetenschappen, m.vandergarde@uu.nl, 06 13 66 14 38.