Stamceller tager beslutninger ligesom mennesker – Københavns Universitet

25. marts 2015

Stamceller tager beslutninger ligesom mennesker

Den nye undersøgelse viser, at progenitorceller faktisk opfører sig som mennesker i sociale sammenhænge; de tager individuelle valg men ikke uden interaktioner, der fører til et fælles mål. Resultaterne kan på sigt føre til bedre kontrol med produktionen af de insulinproducerende endokrine celler i behandlingen af diabetes.

Forskningsresultaterne er udgivet i videnskabsmagasinet PLOS Biology.

Hvorfor en celle er betydningsfuld

I et samarbejde mellem Københavns Universitet og Cambridge Universitet, har professor Anne Grapin-Botton og et hold af forskere, herunder adjunkt Yung Hae Kim fra Det Danske Stamcellecenter (DanStem), fokuseret på at afmærke progenitorceller i bugspytkirtelen, populært kaldet ”mødre”, og deres ”døtre” i forskellige selvlysende farver, hvorefter man har filmet dem, for at kunne analysere deres beslutningsprocesser.

Man har tidligere benyttet andre metoder til at forudsige, hvordan cellerne i bugspytkirtlen vil udvikle sig, men ved at kigge nærmere på de individuelle celler, har forskerne kunne belyse, at selv i en gruppe af tilsyneladende ens celler, deler nogle af cellerne sig mange gange for at få organet til at vokse, mens andre specialiserer sig og derfor holder op med at dele sig.

Forskerne var vidne til interessante hændelser, hvor ”moderen” til 2 ”døtre” tog en beslutning, som blev videregivet til de 2 døtre, der herefter specialiserede sig synkront. Ved at observere tilstrækkelige mange celler, kunne forskerne uddrage logiske regler for beslutningerne, og med hjælp fra Pau Rué, en matematiker fra Cambridge Universitet, udviklede de en matematisk model, der kan forudsige udviklingen af flere generationer af celler.

Stamcellefilm

- For første gang har det været muligt at lave film af så høj kvalitet, at vi har været i stand til at følge tusindvis af individuelle celler, og over så lang tid at vi har kunnet følge med i den langsomme beslutningsproces. Det var en overvældende og teknisk udfordrende opgave men også en fascinerede en, siger professor Grapin-Botton.

- Med disse film er det muligt at se og kvantificere beslutningsdynamikken i samtlige af organets celler på en måde, der vil gøre det interessant at undersøge mange andre organer, siger adjunkt Yung Hae Kim.

- For at komplementere filmene, som kun fokuserer på isolerede bugspytkirtler, har vi udviklet en måde, der gør det muligt at visualisere cellerne i et uberørt organs stamtræ. I udgangspunktet fokuserede vi på en generation, men nu er det blevet muligt at observere deres efterkommere over flere generationer, tilføjer Yung Hae Kim.

De næste skridt inden for diabetesbehandlinger

Projektet har fokuseret på grundforskning og er derfor yderst teoretisk, men nu er der tilvejebragt redskaber, der kan kontrollere om en celle skal udvide eller specialisere sig til en endokrin celle, der kan producere insulin.

- På verdensplan søges der efter sådanne insulinproducerende celler, som kan transplanteres over i diabetespatienter. I fremtiden kunne man gøre dette ved at forhøje den forventede specialisering eller ved at presse ’moder’-cellerne til at overføre beslutningen om at specialisere sig til hendes 2 ’døtre, konkluderer Grapin-Botton.

Kontakt:

Adjunkt Yung Hae Kim
Mobil: 51 82 47 99

For yderligere information om Grapin-Botton laboratoriet.