Verrassend potentieel van “volwassen” stamcellen

Lessen van de 21ste eeuw
7 november, 2005
Catherine Verfaillie
Stamcellen
Stamcellen (SC) zijn ongedifferentieerde cellen, die zichzelf kunnen vernieuwen door celdelingen te
ondergaan zonder te differentiëren1. Waneer de celdeling symmetrisch is worden twee dochtercellen
gecreëerd die elk opnieuw stamcel karakteristieken hebben, en daardoor vergroot de
stamcelpopulatie. Nochtans zijn de meeste celdelingen asymmetrisch, waardoor de stamcelpopulatie
constant blijft, en tegelijkertijd meer gedifferentieerde cellen gemaakt worden 2. De meeste
stamcellen kunnen differentiëren tot talrijke functionele celtypes. Nochtans, germinale stamcellen en
epitheliale stamcellen van de cornea differentiëren in één enkele gedifferentieerde cel. In vivo staan
stamcellen in voor het ontwikkelen en het functionele herstel van een bepaald weefsel of een
bepaald orgaan.
De miljarden cellen waaruit het lichaam bestaat zijn afkomstig van één enkele bevruchte eicel. Eens
bevrucht, ondergaat de eicel een reeks delingen met als resultaat twee, dan vier, uiteindelijk acht
identieke cellen, een stadium dat “morula” genoemd wordt. Deze cellen zijn totipotent: ieder van hen
kan zowel het embryo en de extra-embryonale weefsels, zoals de placenta, maken3.
Na het achtcellig stadium neemt het embryo de vorm aan van een microscopische holle bal, de
blastocyst. De buitencellen van de sfeer vormen uiteindelijk de placenta. De binnenste celmassa
bestaat uit een groepje van pluripotente stamcellen die de circa 210 gespecialiseerde celtypes en
alle weefsel van het dier/mens vormen. Nochtans kunnen ze niet langer extra-embryonale cellen
maken, zoals de placenta. Deze pluripotente stamcellen specialiseren zich enerzijds tot somatische
en anderzijds tot primordiale germinale SC. Uit de primordiale kiemcellen worden de gameten
gevormd en uit de somatische SC ontstaan gedurende gastrulatie de drie germinale celtypes:
endoderm (lever, darm, pancreas), ectoderm (zenuwcellen, huid, haar) en mesoderm (bloed, spier,
been, kraakbeen, endotheel), en nadien weefsel-specifieke SC. Deze orgaan- specifieke SC, die
blijven bestaan voor de rest van het leven van het organisme, en daarom soms ook volwassen of
adulte stamcellen genoemd worden, zijn multipotent: in principe genereren ze alleen de celtypes
van het weefsel waarin ze verblijven.
Embryonale Stamcellen (ESC)
ESC worden gecreëerd door de binnenste celmassa uit de blastocyst in cultuur te plaatsen. Dit kan
door gebruikte maken van speciale stromale cellen4-6, ofwel door te werken onder meer gedefinieerde
condities, met voor de muizen ESC, leukemia inhibitory factor (LIF) 7 of voor humane ESC, fibroblast
growth factors (bFGF)8. Onder die cultuurcondities kunnen ESC talloze delingen ondergaan zonder te
verouderen, dankzij de aanwezigheid van het enzyme telomerase dat verhindert dat de telomeren
verkorten bij iedere celdeling5. Zowel muizen als humane ESC exprimeren een groot aantal mRNAs,
ondermeer voor twee belangrijke genen, Oct49, 10 en Nanog10, 11. Beide transcriptiefactoren zijn
belangrijk voor de pluripotentialiteit van ESC. Wanneer ESC differentiëren is de expressie van zowel
Oct4 en Nanog onderdrukt, en geforceerde overexpressie van alle twee de genen verhindert
differentiatie11, 12. Gebruik makend van knockout technologie, en meer recent short-hairpin RNA
suppressie technologie, is aangetoond dat verlies van zelfs één kopij van het Oct4 gen of beide
kopijen van Nanog resulteert in verlies van pluripotentialiteit11, 12. Dat ESC pluripotent zijn kan
aangetoond worden in de muis door één ESC te injecteren in de blastocyst, en die gemengde
blastocyst te implanteren in de uterus van een pseudozwangere vrouwelijke muis. De muizen
afkomstig van zo een gemengde blastocyst hebben ESC-gederiveerde cellen in alle organen,
inclusief gameten13. Een ander methode om de pluripotentialiteit van ESC aan te tonen bestaat erin
van muizen of humane ESC in te spuiten onder het nier- of testiskapsel van een immuungedeprimeerde muis, waar een goedaardige tumor gevormd wordt, een teratoom genaamd,waarin
cellen/weefsels uit de drie germinale lagen (mesoderm, endoderm en ectoderm) kunnen gezien
worden5.
Om ESC te kunnen gebruiken voor het behandelen van degeneratieve of genetische aandoeningen
zal het belangrijk zijn ESC te laten differentiëren in vitro. In cultuur zijn verschillende
1 van 11
Lessen van de 21ste eeuw
7 november, 2005
Catherine Verfaillie
onderzoeksteams erin geslaagd om muizen en humane ESC te differentiëren bvb. hematopoietische
cellen14-16, neurale cellen (neuronen en glia)17, 18, hepatocyten (ofwel om consistent te blijven kan je
hier schrijven: lever cellen)19, hartspier cellen20, endotheelcellen16, 21, skeletale spiercellen22, insuline
positieve cellen23, 24, en zomeer.
Omdat ESC voor lange tijd gekweekt kunnen worden zonder verlies van hun differentiatie capaciteit
en omwille van hun pluripotent karakter, zijn ESC mogelijks een onbeperkte bron van cellen voor de
behandeling van aangeboren of degeneratieve ziekten. Bovendien kunnen ESC gebruikt worden om
de humane embryonale ontwikkeling verder te bestuderen in vitro. Een beter inzicht in de stappen
noodzakelijk voor differentiatie zou dan mogelijks nieuwe medicaties of groeifactoren opleveren, die
kunnen gebruikt worden in vivo om volwassen stamcellen te stimuleren, en hun capaciteit om
weefsels te herstellen te verhogen. Een andere mogelijke toepassing in de geneeskunde van ESC is
als een ziektemodel. Inderdaad, een aantal bevruchte eicellen met gekende genetische afwijkingen
zijn ingevroren in klinieken waar patiënten met een gekende familiale genetische aandoening een
prenataal genetisch diagnostisch (PGD) onderzoek ondergaan. Van die bevruchte eicellen kunnen nu
ESC gemaakt worden met een gekend genetisch defect, die kunnen dienen om de ziekte zelf te
bestuderen, en om medicaties te testen voor het behandelen van die bepaalde ziekte.
Een nadeel van ESC is dat ze allogeen van oorsprong zijn, d.i. zij zijn afkomstig van cellen die
vreemd zijn ten aanzien van de cellen van de patiënt die men wil behandelen, zodat immunologische
problemen en afstoting te vrezen zijn. Verder onderzoek naar de immunogeniciteit van ESC is dus
noodzakelijk25. Een ander oplossing zou zijn om ESC te genereren door een kloneringproces 14,
waarin de nucleus van een volwassen cel van een patiënt geïnjecteerd wordt in een ge-enucleëerde
niet bevruchte eicel. Die cel zou dan gestimuleerd kunnen worden om te ontwikkelen tot het
blastocyst stadium, waaruit ESC kunnen gemaakt kunnen worden, die bijna volledig identiek zijn aan
de patiënt van wie de nucleus afkomstig is, uitgezonderd mitochondriaal DNA dat afkomstig is van de
ei-donor. Zulke patiënt-specifieke ESC zouden dan kunnen gebruikt worden voor de behandeling van
de patiënt.
Een tweede praktisch probleem met ESC is dat ze, zoals eerder besproken, ongedifferentieerde
tumoren (teratomen) vormen. Ook al is dit risico veel minder groot wanneer ESC, in vitro
gedifferentieerd naar neurale17 of hematopoietische14 cellen, geïnjecteerd worden, toch blijft dit risico
bestaan, aangezien men tot nu toe niet met 100% zekerheid kan aantonen dat geen
ongedifferentieerde cellen persisteren. Methodes worden daarom ontwikkeld om zulke
ongedifferentieerde ESC te vernietigen in vivo, indien teratomen zouden ontstaan (dus als het al te
laat is?).
Adulte Stamcellen
Weefselspecifieke (adulte) stamcellen voldoen uiteraard ook aan de definitie van stamcellen: ze
vernieuwen zichzelf, ze differentiëren in multipele functionele celtypes en zorgen voor functionele
repopulatie. De best bestudeerde adulte SC, die ook al een hele tijd klinisch gebruikt wordt, is de
hematopoietische stamcel (HSC)26-28. De HSC kan zichzelf langdurig vernieuwen, produceert alle
bloedcellen, inclusief erytrocyten, granulocyten, monocyten, bloedplaatjes, T- and B-lymphocyten,
natural killer cellen en dendritische cellen. Wanneer HSC getransplanteerd worden in muizen of
mensen in wie het bloedsystem geëlimineerd werd door radio- of chemotherapie, kunnen ze het
bloedsysteem heropbouwen. In muizen kan men dan HSC isoleren van de eerste recipiënt en het
bloedsysteem heropbouwen in secondaire, tertiaire, ... recipiënten.
Gedurende de laaste decade zijn nu ook adulte SC geïdentificeerd in andere organen, onder andere
de hersenen29-32, het ruggemerg33, skeletale spier34, 35, long36, lever37, darm38, huid en haar39, en
zomeer. Die orgaan-specifiek SC voldoen ook aan de definitie van een stamcel, al is het moeilijker
om aan te tonen dat bvb. een hersenstamcel een volledig orgaan of weefsel kan herstellen wanneer
getransplanteerd in vivo.
2 van 11
Lessen van de 21ste eeuw
7 november, 2005
Catherine Verfaillie
Maar adulte SC zijn minder potent dan ESC. De meeste hebben geen of minimale hoeveelheden van
telomerase, en verouderen daarom met iedere celdeling40, 41. Ze zijn multipotent maar niet pluripotent
bvb. HSC maken de verschillende bloedcellen aan, doch geen celtypes die geen bloedcel zijn.
Nochtans zijn adulte SC momenteel de enige cellen die gebruikt worden in de kliniek. De eerste
succesvolle HSC transplantatie was gedaan in 1968 door Dr. Good, aan de Universiteit van
Minnesota42. De immuundeficiënte patiënt, in wie in 1968 allogene beenmerg gederiveerde HSC
werden getransplanteerd, leeft nu nog. Sindsdien zijn verschillende honderden duizenden patiënten
behandeld voor hematopoietische maligniteiten, immuunziektes, genetische ziektes en vaste tumoren
met HSC uit het beenmerg, of gecollecteerd uit de bloedstroom na mobilisatie met groeifactoren
zoals granulocyte colony stimulating factor43, of van navelstrengbloed44.
Behalve HSC worden ook ander adulte SC klinisch gebruikt. Bijvoorbeeld klinische trials zijn
onderweg om de efficaciteit van mesenchymale stamcellen (MSC) in immunomodulatie45, in herstel
van kraakbeen of botdefecten na te kijken46. Huidstamcellen kunnen gebruikt worden om nieuwe huid
te vormen die dan kan geïmplanteerd worden in patiënten met zware brandwonden47, en corneale
stamcellen48 worden getest voor hun gebruik in corneale letsels die leiden tot blindheid.
Stamcelplasticiteit
Tot heel recent was het dogma dat adulte SC zover gedifferentieerd waren dat zij alleen cellen van
het weefsel waaruit ze afkomstig zijn kunnen produceren. Sinds 1998 nochtans zijn er meer dan
1,000 artikels gepubliceerd waarin onderzoekers suggereren dat stamcellen van een weefsel onder
specifieke condities kunnen differentiëren in celtypes van andere weefsels / organen. De meeste
studies zijn gebeurd in muizen, hoewel studies in grotere dieren en retrospectieve studies in mensen
ook gepubliceerd zijn. In de meeste studies worden beenmergcellen, of meer geprefigeerde
populaties van HSC geïnjecteerd in de circulatie, of in een bepaald orgaan. Om donorcellen te
herkennen, kunnen donorcellen genetisch gemodificeerd worden met het gen voor green fluorescent
protein (GFP) of -galactosidase (-gal), zodat ze colorimetrisch herkend kunnen worden. Een
andere manier om donor van recipiënt cellen te onderscheiden is cellen van mannelijke dieren te
injecteren in vrouwelijke dieren en donorcellen te identificeren als cellen die het Y-chromosoom
bevatten.
De eerste beschrijving van zogenaamde plasticiteit was in 1998. Toen publiceerden Gussoni et al.
dat na beenmerg of HSC transplantatie in een muis met musculaire dystrofie, sommige spiervezels
van de dystrofiemuis afkomstig waren van de muis zonder dystrofie, en het ontbrekende dystrofineenzyme bevatten49. Sindsdien zijn studies gepubliceerd waarin na een beenmerg of HSC
transplantatie, cellen in de hersenen50, 51, hart52-54, long55, 56, lever57, pancreas58, gastrointestinaal
systeem56, huid56, en zelfs ovaria59 kenmerken hebben (GFP, -gal, Y-chromosoom) van de donor
cellen.
Deze bevindingen veroorzaakten heel wat opschudding, omdat - indien bevestigd dat adulte SC meer
potent zijn, en inderdaad kunnen differentiëren in praktisch alle celtypes - hun toepassing in de kliniek
veel eenvoudiger zou zijn dan het gebruik van ESC. In tegenstelling tot ESC die zonder kloneren
altijd allogeen zijn, zou men beenmerg van de patiënt zelf kunnen gebruiken om bvb. de ziekte van
Parkinson, leverziektes, hartfalen of diabetes te behandelen. Zulke autologe therapie zou dan geen
immunomodulerende therapie noodzakelijk maken. Bovendien weten we uit ervaring dat
transplantatie van beenmerg of HSC niet gepaard gaat met het ontwikkelen van teratomen of andere
tumoren.
Zoals met vele observaties in biologische wetenschappen is het verhaal nochtans niet zo eenvoudig.
Na de eerste golf van heel positieve studies, kwam een tweede golf van minder positieve resultaten.
Een aantal studies konden niet herhaald worden in ander laboratoria, of indien wel, waren de bereikte
resultaten veel minder indrukwekkend dan in de originele studies59-63.
3 van 11
Lessen van de 21ste eeuw
7 november, 2005
Catherine Verfaillie
Het bleek ook dat een aantal van de resultaten uitgelegd konden worden door de aanwezigheid van
verschillende stamcelpopulaties in een orgaan. Bijvoorbeeld, een studie suggereerde dat na
transplantatie van spierweefsel in dieren waarbij het bloedsysteem was geëlimineerd door bestraling,
hematopoietische reconstitutie kon gezien worden64. Na verdere evaluatie bleek dat spieren, net
zoals beenmerg, veel HSC bevatten, en dat de bloedvormende capaciteit van spierweefsel niet het
resultaat was van een spiercel die verandert in bloedcellen, maar wel het resultaat was van de
contaminerende HSC65.
Een tweede reden voor meer getemperd enthousiasme was de bevinding dat sommige van de
resultaten kunnen uitgelegd worden door het fusioneren66, 67 van vooral macrofagen, een
gedifferentieerde bloedcel, met cellen in weefsels, zoals skeletale cellen of hartspiercellen, purkinje
cellen in de hersenen en hepatocyten63, 68. Dit fusie fenomeen is zeldzaam (<1/100,000 cellen), en
geeft aanleiding tot cellen met meer dan 40 (muis) chromosomen, of cellen die tetraploïed zijn.
Nochtans kunnen zulke tetraploïede cellen onder bepaalde omstandigheden “normaal” functioneren.
Het beste voorbeeld is de transplantatie van beenmerg (BM) cellen of HSC in muizen met hereditaire
tyrosinemie, veroorzaakt door een mutatie in het fumarylacetoacetate hydrolase (FAH) gen, waardoor
fumarylacetoacetaat (FAA) accumuleert in de hepatocyt, en aanleiding geeft tot FAA toxiciteit voor de
hepatocyt, massief leverfalen en premature dood69. Nochtans kunnen dieren en mensen in leven
gehouden worden door het dagelijks toedienen van NTBC (2-(2-nitro-4-trifluoro-methylbenzoyl)-1,3cyclohexanedione), die het 4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase (HPD) enzyme blokkeert en
verhindert dat FAA accumuleert70. Na transplantatie van HSC of beenmerg in die dieren, toonden
Grompe en collega’s aan dat dieren kunnen overleven zonder NTBC, doordat genetisch “normale”
levercellen geproduceerd werden57. Bij nader toezicht bleek dat de “normale” hepatocyten bestonden
uit een fusie tussen de defecte hepatocyten en monocyten afkomstig uit het beenmerg, waardoor de
leverfunctie bepaald werd door de originele hepatociet en het FAH gen afkomstig was van de
monocyt68, 71. Dus, ook al kan beenmergtransplantatie de ziekte verhelpen, dit fenomeen was niet toe
te wijzen aan het feit dat HSC kunnen differentiëren in hepatocyten, maar wal aande fusie tussen die
twee celtypes. Momenteel wordt er sterk gediscussieerd of dit toch niet een goede oplossing zou zijn
voor genetische aandoeningen zoals musculaire dystrofie en genetische leverziekten.
Een derde reden voor meer getemperd optimisme is dat de geziene effecten niet noodzakelijk het
gevolg zijn van differentiatie tot een cel van een ander weefsel type, maar eerder omwille van
trofische effecten van de SC. Bijvoorbeeld, Orlic en collega’s publiceerden dat muizen HSC
getransplanteerd in het hart van een dier met een acuut myocard infarct karakteristieken van
immature cardiomyocyten kunnen aannemen en de functie van het hart significant verbeteren 53, 54.
Sindsdien zijn verschillende studies gepubliceerd waaruit blijkt dat differentiatie tot cardiomyocieten
niet gebeurt of minimaal is, en mogelijks het resultaat is van fusie tussen beenmergcellen en
cardiomyocieten62, 63, 72-74. In de meeste studies in dieren wordt nochtans een verbetering van de
hartfunctie gezien, die hoogstwaarschijnlijk het gevolg is van groeifactoren en cytokines,
geproduceerd door de SC, die het verdere afsterven van hartspiercellen aan de grens tussen
ischemisch en niet-ischemisch weefsel verhinderen, en / of ervoor zorgen dat de neovascularisatie in
het ischemische hart versnelt75, 76. Gebaseerd op de initiële positieve dierproeven zijn een hele serie
humane klinische trials geïnitieerd waarin beenmergcellen geïnjecteerd zijn in patiënten met een
acuut myocard infarct77-81. Zoals kon verwacht worden van de latere, negatieve dierproeven, hebben
de meeste klinische studies niet kunnen aantonen dat afgestorven hartspierweefsel vervangen werd
door de stamcellen, ook al zijn er indirecte aanwijzingen dat de SC bepaalde functionele parameters
van het hart verbeteren, mogelijks via een trofisch mechanisme.
Die studies tonen dus aan dat veel meer werk in het labo zal vereist zijn vooraleer adulte SC kunnen
gebruikt worden om ziektes van een weefsel waaruit de SC niet afkomstig is te genezen.
Multipotente adulte progenitor cellen (MAPCellen)
In 2002 publiceerden wij dat zeldzame cellen kunnen geïsoleerd worden van het beenmerg van
muizen, ratten en mensen die ogenschijnlijk groter potentieel hebben dan klassieke adulte SC. We
noemden die cellen multipotente adulte progenitor cellen of MAPCellen82, 83. De rationale achter
4 van 11
Lessen van de 21ste eeuw
7 november, 2005
Catherine Verfaillie
de initiële studies was nochtans om klassieke mesenchymale stamcellen (MSC) te isoleren. Op vraag
van een pediater die een beenmergtransplantatie wou uitvoeren bij patiënten met
mucopolysaccharidose type I of syndroom van Hurler, initieerde M Reyes, een doctoraat student in
het labo, het kweken van MSC, doch zonder foetaal kalf serum en enkele andere afwijkende
condities in vergelijking tot klassieke beschreven kweekmethoden. Die verandering hebben tot de
isolatie van MAPCellen geleid. Vergeleken met MSC, kunnen MAPCellen gekweekt worden zonder
dat ze verouderen, omdat ze, zoals ESC, veel telomerase bevatten82, 83. Bovendien toonden we aan
dat MAPCellen, zoals MSC, kunnen differentiëren in vet, kraakbeen, bot en spierweefsel83. In
tegenstelling tot de MSC, kunnen MAPCellen ook endotheelcellen, neurale cellen en hepatocyten
maken in vitro82, 84-87. Tenminste voor sommige cellijnen kunnen MAPC ook deelnemen in de
ontwikkeling van de meeste somatische cellen wanneer ze geïnjecteerd worden in een blastocyst die
daarna geïmplanteerd wordt in de uterus van een pseudozwangere muis82. Sindsdien hebben andere
groepen gelijkaardige cellen beschreven (MIAMI cellen88, USSC89, BSSC90, ...), die net zoals
MAPCellen geïsoleerd worden uit beenmerg of navelstrengbloed, en hebben veel labos MAPCellen
geïsoleerd en bestudeerd.
Sinds de initiële beschrijving van MAPCellen hebben we verdere optimisatie van de kweekgedaan,
waardoor we nu cellen isoleren die nog groter potentieel hebben: die cellen worden gekweekt onder
verlaagde zuurstofspanning (3-5%), waarschijnlijk een betere recreatie is van weefel O2 niveaus.
MAPCellen geïsoleerd aan 3-5% O2, hebben veel hogere niveaus van de transcriptiefactor Oct4 die
van belang is om pluripotentialiteit van ESC te vrijwaren 91. Nochtans exprimeren MAPCellen geen
Nanog, ook van belang voor de potentie van ESC. Zulke hoge Oct4 MAPCellen kunnen nu ook bloed
maken in vitro alsook in een diermodel.
Wanneer MAPCellen geïnjecteerd worden in proefdieren kunnen ze het bloedsysteem herstellen85.
Wij hebben ook aangetoond dat endotheelcellen gevormd vanuit MAPCellen, na IV inspuiting bij een
muis, deelnemen aan de neoangiogenese van een tumor of van een wonde. Wellicht kunnen deze
stamcellen ooit gebruikt worden bij de behandeling van tumoren bvb. door het inbrengen van antiangiogenesegenen; of zouden ze kunnen gebruikt worden bij de heling van diabetische ulcera of de
revascularisatie van ischemisch myocard. Inderdaad, wanneer zelfs ongedifferentieerde MAPCellen
geïnjecteerd worden in een model van ischemie van het lidmaat, differentiëren MAPCellen in arteries
en skeletale spiercellen, en verbeteren ze de bloedtoevoer naar en de functie van het lidmaat
significant92. Bij ratten verlamd door een ischemische beroerte, trad er, na inspuiting van humane
MAPCellen in de hersenen, een uitgesproken functionele verbetering op en normaliseerden de
mobiliteit en gevoelsstoornissen bijna volledig93. Nochtans is dit effect niet het gevolg van specifieke
differentiatie van MAPCellen naar neuronen, maar van trofische factoren gesecreteerd door de
MAPCellen.
Wat is het mechanisme achter het MAPC fenomeen? Aangezien MAPCellen en verschillende van de
ander ogenschijnlijk pluripotente stamcelpopulaties gederiveerd werden van een enkele cel, is de
verklaring niet dat verschillende stamcellen in kweek gehouden worden, die elk hun eigen celtype
kunnen regenereren82, 83, 88-90. De tweede mogelijkheid, celfusie, is ook niet waarschijnlijk. In vitro
worden cellen niet in cocultuur gebracht met bijvoorbeeld levercellen of hersencellen om MAPCellen
te doen differentiëren naar hepatocyten of neuron85-87, maar gebeurt de differentiatie door toevoeging
van specifieke groeifactoren. Of sommige van de bevindingen in vivo het resultaat zijn van fusie is
nog niet met 100% zekerheid uitgesloten. Nochtans weten we dat bloedproductie van MAPCellen in
vivo niet het gevolg is van fusie (ref?). Bovendien, het feit dat tetraploïde ESC niet kunnen
deelnemen aan de generatie van een muis wanneer ze geïnjecteerd worden in een blastocyst13, sluit
ook uit dat de bijdrage van MAPCellen tot muizen na injectie in de blastocyst het gevolg is van fusie
tussen MAPCellen en cellen in de binnenste celmassa van de blastocyst 82. Indien die twee
verklaringen niet correct zijn, wat is dan wel de verklaring?
Een mogelijkheid is dat dit een cultuur fenomeen is. Met andere woorden dat het MAPCel fenotype
het resultaat is van cultuur-gemedieerde dedifferentiatie van een klassieke adulte stamcel naar een
stamcel met grotere potentie. Dat dit mogelijk is, is duidelijk gezien het fenomeen “Dolly”, het schaap
dat gekloneerd werd door eerst dedifferentiatie en uiteindelijk redifferentiatie van een volwassen cel 94,
5 van 11
Lessen van de 21ste eeuw
7 november, 2005
Catherine Verfaillie
95
. Bovendien bestaat dit fenomeen ook in de natuur, bijvoorbeeld bij salamanders. Wanneer in jonge
dieren een staart of poot verwijderd wordt, groeit de staart of poot terug via een proces van
dedifferentiatie en redifferentiatie96-98. De tweede mogelijkheid is dat gedurende de ontwikkeling van
mens en dier, zeldzame cellen met grotere potentie, op een pre-gastrulatie stadium, overblijven. Hier
ook bestaat een voorbeeld in de natuur, met name, planaria wormen. Planaria wormen bevatten
pluripotente stamcellen die ervoor zorgen dat wanneer een worm in 10 stukjes is gehakt, 10 volledig
nieuwe wormen kunnen groeien99, 100. Op dit ogenblik is het niet duidelijk welke van deze twee
mogelijkheden de verklaring is voor het MAPCel fenomeen. Indien dedifferentiatie de reden is, dan
bestaan MAPCellen niet echt. Nochtans, als we met grote zekerheid dit celtype kunnen creëren in het
labo, hebben MAPCellen toch grote potentiële klinische relevantie. Indien de cellen echt bestaan, zal
het van belang zijn hun rol in vivo te bestuderen, en methodes te ontwikkelen om die cellen in vivo te
activeren en uit te buiten om bvb. hartfalen, leverfalen, en zomeer te behandelen zonder dat ze
moeten geïsoleerd en gekweekt worden.
Zoals besproken bij ESC, MAPCellen en gelijkaardige andere ogenschijnlijk pluripotent adulte SC zijn
ook mogelijks een onbeperkte bron van cellen voor de behandeling van aangeboren of degeneratieve
ziekten. Bovendien kunnen MAPCellen ook gebruikt worden om het differentiatieproces beter te
bestuderen, wat dan misschien aanleiding zal geven tot de ontwikkeling van nieuwe medicaties om
MAPCellen of andere volwassen stamcellen in vivo te stimuleren. En misschien, net zoals ESC,
kunnen MAPCellen gebruikt worden als model voor genetische ziekten.
Sommigen hebben geargumenteerd dat MAPCellen of gelijkaardige stamcellen superieur zijn over
ESC, omdat ze in een autologe setting zouden kunnen gebruikt worden. Nochtans zullen alleen
allogene cellen gebruikt kunnen worden voor de behandeling van acute ziektes, zoals hartinfarct,
beroertes, acuut leverfalen, en zomeer. Bovendien is het niet duidelijk of MAPCellen kunnen
geïsoleerd worden van patiënten op leeftijd91, en wat de invloed is van medicaties of onderliggende
ziektes op de isolatie en differentiatie van MAPCellen. Finaalkan men zich de vraag stellen of de
productie en toepassing van MAPCellen op een autologe basis in de kliniek financieel houdbaar zal
zijn, aangezien productie op klinische schaal van een MAPCellijn waarschijnlijk verschillende
honderdduizenden euro’s zal bedragen. Het enige voordeel momenteel van MAPCellen of
gelijkaardige volwassen stamcellijnen over ESC is dat geen enkele van de volwassen cellijnen
teratomen maken wanneer ze getransplanteerd worden in vivo82, 88-90.
Finaal, het blijft momenteel onduidelijk of MAPCellen en andere adulte pluripotente SC evenwaardig
zijn met ESC. Bijvoorbeeld, er is tot nu geen goede evidentie dat MAPCellen functionele
cardiomyocyten kunnen produceren, in tegenstelling tot ESC20. We hebben ook geen evidentie dat
MAPCellen spontaan differentiëren in neuronen in vivo82, 93, ook al hebben we nog niet getest of
neuronale stamcellen gegenereerd van MAPCellen in vitro wel kunnen integreren in postnataal
hersenweefsel. Daarom is het van heel groot belang dat onderzoek gebeurd op beide celtypes, om
zo snel mogelijk antwoorden te krijgen op de vele vragen die onbeantwoord zijn, en om zo snel
mogelijk de beloften die embryonale zowel als adulte pluripotente cellen houden klinisch waar te
maken.
Ethische beschouwingen van stamcelonderzoek
Er is al heel wat geschreven over de ethische en morele implicaties van stamcel onderzoek, zowel in
de wetenschappelijke literatuur en de populaire pers. In die berichtgeving wordt vooral aandacht
geschonken aan de vraag of het gerechtvaardigd is een blastocyst te vernielen om humane
embryonale SC te creëren, met andere woorden wat de morele status is van een blastocyst.
Een eerste standpunt is dat een embryo alle elementen bevat om een homo sapiens te worden, en
dat het tijdstip wanneer een embryo een persoon in wording is, de bevruchting van een eicel is. Dit
leidt dan tot de conclusie dat het embryo absoluut moet beschermd worden vanaf de bevruchting,
met als gevolg dat embryonaal stamcel onderzoek moreel en ethisch niet verantwoord is, zelfs als
onderzoek gedaan wordt met restembryo’s (overtallige embryo’s gecreëerd in het in-vitrofertilisatie
(IVF) proces, die niet zullen geïmplanteerd worden voor procreatie doeleinden). Anderen poneren dat
6 van 11
Lessen van de 21ste eeuw
7 november, 2005
Catherine Verfaillie
ook al is een embryo potentieel een persoon, de mate waarin een embryo of een foetus met een
levend geboren baby gelijkgesteld kan worden verminderd naarmate men metvroegere stadia van de
ontwikkeling te maken heeft. Daarom is de beschermwaardigheid van het ongeboren leven gradueel.
Deze visie stelt dat indien men rekening houdt met het feit dat gedurende de vroege stadia van
embryogenese (tot 14 dagen na bevruchting) embryo’s geen zenuwstelsel hebben, en daarom ook
geen pijn kunnen hebben, het toegelaten is om stamcellijnen te creëren van vroege stadia van
overtallige embryo's.
Recente studies waarin humane ESC gecreëerd werden uit gekloneerde embryo’s, hebben dit debat
nog versterkt101. In het geval van kloneren wordt een embryo gecreëerd met de intentie van dit te
vernietigen om ESC cellijnen te maken, wat volgens sommigen die nochtans akkoord gaan met het
gebruik van restembryo’s om ESC te maken, ethisch en moreel niet aanvaardbaar is. Anderen zijn
de mening toegedaan dat er vanuit de beschermwaardigheid van het embryo, geen wezenlijk verschil
bestaat tussen het doen van onderzoek met restembryo’s en het creëren van embryo's voor
onderzoek, aangezien de morele status van de embryo’s identiek is, en embryo’s in beide gevallen
“gebruikt” worden. Behalve de vraag betreffende de morele status van het embryo, zijn er nog
additionele ethische vragen bij het kloneren van embryo’s, namelijk de nood voor
hormoonbehandeling van vrouwen om eicellen te collecteren die nodig zijn voor klonering; en het
argument van de “slippery slope”, m.n. dat studies over therapeutisch kloneren (kloneren van
embryo’s met het specifieke doel om ESC lijnen te maken) aanleiding zal geven tot reproductief
kloneren (kloneren om mensen te creëren). Een recente studie toonde aan dat ESC cellijnen
misschien ook kunnen gemaakt worden van één blastomeer van de 8 blastomeren van een morula .
Aangezien een morula na het verwijderen van één blastomeer nog verder kan ontwikkelen tot een
normale fetus102, zal dit misschien in de nabije toekomst de ethische discussie omtrent de morele
status van het embryo onnodig maken103.
Behalve de vraag over de afkomst van de cellijnen, en morele vragen, zoals bij alle
hoogtechnologische en vernieuwende therapieën, of een bepaalde ingreep zinvol is, of alleen het
fysieke leven nodeloos verlengt, en welke veiligheidsnormen gehanteerd moeten worden om deze
therapie in de kliniek te testen, of hoe zulke hoog-gespecialiseerde, en daarom ook heel dure
technologie zal gebruikt worden in economisch minder behoede landen, of hoe toegankelijk die
technologie zal zijn voor de onderverzekerde, armere patiënt in de rijkere landen, is er nog een
bijkomende stamcel specifieke morele vraag waar momenteel nog geen antwoord op is. Bijvoorbeeld,
indien SC therapie een realiteit wordt voor het behandelen van een acuut hartinfarct, zal de
praktische toepassing hoogstwaarschijnlijk op allogene SC berusten. Om rejectie zoveel mogelijk te
vermijden zal dit best gebeuren met cellen die HLA-identiek zijn, en zal het nodig zijn om ESC of
adulte SC banken te maken waarin de meest voorkomende HLA-types vertegenwoordigd zijn. De
vraag is welke HLA-types hierin moeten vertegenwoordigd zijn, of die banken de meeste HLA-types
van alle etnische groepen zullen vertegenwoordigen, en of het moreel correct is dat er geen cellen
voorhanden zullen zijn voor mensen met een zeldzaam HLA-type104.
Conclusie
Voor ESC of adulte SC is in de toekomst een belangrijke rol weggelegd. Ze verdiepen het inzicht in
de stamcelbiologie en zullen het zoeken naar nieuwe geneesmiddelen bevorderen. Ook openen ze
vooruitzichten in de behandeling van aandoeningen veroorzaakt door één enkel gen (hemofilie,
spierdystrofie) of voor degeneratieve ziekten (ziekte van Parkinson, diabetes type 1,…). Nochtans is
de toekomst nog niet NU, en zullen nog heel wat wetenschappelijk studies de routine klinische
toepassing van die cellen vooraf moeten gaan., en dit hopelijk voor alle patiënten in alle uithoeken
van de wereld.
7 van 11
Lessen van de 21ste eeuw
7 november, 2005
Catherine Verfaillie
Referenties
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
Weissman, I.L., Anderson, D.J. & Gage, F. Stem and progenitor cells: origins, phenotypes, lineage
commitments, and transdifferentiations. Annu Rev Cell Dev Biol 17, 387-403 (2001).
Lu, B., Jan, L. & Jan, Y. Asymmetric cell division: lessons from flies and worms. Curr Opin Genet Dev 8,
392 (1998).
Eckfeldt, C.E., Mendenhall, E.M. & Verfaillie, C.M. The molecular repertoire of the almighty stem cell
(Review). Nat Rev Mol Cell Biol (2005).
Doetschman, T.C., Eistetter, H., Katz, M., Schmidt, W. & Kemler, R. The in vitro development of
blastocyst-derived embryonic stem cell lines: formation of visceral yolk sac, blood islands and
myocardium. J Embryol Exp Morphol 87, 27-45 (1985).
Thomson, J.A. et al. Embryonic stem cell lines derived from human blastocysts. Science 282, 11451147 (1998).
Thomson, J. et al. Isolation of a primate embryonic stem cell line. Proc Natl Acad Sci U S A 92, 78447848 (1995).
Williams, R.L. et al. Myeloid leukaemia inhibitory factor maintains the developmental potential of
embryonic stem cells. Nature 336, 684-687 (1988).
Xu, R.H. et al. BMP4 initiates human embryonic stem cell differentiation to trophoblast. Nat Biotechnol
20, 1261-1264. (2002).
Nichols, J. et al. Formation of pluripotent stem cells in the mammalian embryo depends on the POU
transcription factor Oct4. Cell 95, 379-391 (1998).
Abeyta, M.J. et al. Unique gene expression signatures of independently-derived human embryonic stem
cell lines. Hum Mol Genet 13, 601-608. (2004).
Chambers, I. et al. Functional expression cloning of Nanog, a pluripotency sustaining factor in
embryonic stem cells. Cell 113, 643-655 (2003).
Niwa, H., Miyazaki, J. & Smith, A.G. Quantitative expression of Oct-3/4 defines differentiation,
dedifferentiation or self-renewal of ES cells. Nat Genet 24, 372-376 (2000).
Wang, Z.Q., Kiefer, F., Urbanek, P. & Wagner, E.F. Generation of completely embryonic stem cellderived mutant mice using tetraploid blastocyst injection. Mech Dev 62, 137-145. (1997).
Rideout, W.M.r., Hochedlinger, K., Kyba, M., Daley, G.Q. & Jaenisch, R. Correction of a genetic defect
by nuclear transplantation and combined cell and gene therapy. Cell 109, 17-27 (2002).
Kaufman, D.S., Hanson, E.T., Lewis, R.L., Auerbach, R. & Thomson, J.A. Hematopoietic colonyforming cells derived from human embryonic stem cells. Proc Natl Acad Sci U S A 98, 10716-10721
(2001).
Wang, L. et al. Endothelial and hematopoietic cell fate of human embryonic stem cells originates from
primitive endothelium with hemangioblastic properties. immunity 21, 31-41 (2004).
Conti, L. et al. Niche-independent symmetrical self-renewal of a mammalian tissue stem cell. PLoS
Biology 3, e283 (2005).
Perrier, A.L.e.a. Derivation of midbrain dopamine neurons from human embryonic stem cells. Proc Natl
Acad Sci U S A 101, 12653-12658 (2004).
Schwartz, R.E. et al. Defined Conditions for Development of Functional Hepatic Cells from Human
Embryonic Stem Cells. Stem Cells and Diff In Press (2005).
Zandstra, P.W. et al. Scalable production of embryonic stem cell-derived cardiomyocytes. Tissue Eng 9,
767-778 (2003).
Choi, K., Kennedy, M., Kazarov, A., Papadimitriou, J.C. & Keller, G. A common precursor for
hematopoietic and endothelial cells. Development 125, 725-732 (1998).
Kubo, A. et al. Development of definitive endoderm from embryonic stem cells in culture. Development
131, 1651-1662 (2004).
Lumelsky, N. et al. Differentiation of embryonic stem cells to insulin-secreting structures similar to
pancreatic islets. Science 292, 1389-1394. (2001).
Ku, H.T. et al. Committing embryonic stem cells to early endocrine pancreas in vitro. Stem Cells 22,
1205-1217 (2004).
Swijnenburg, R.J. et al. Embryonic stem cell immunogenicity increases upon differentiation after
transplantation into ischemic myocardium. Circulation 112 (9 suppl), I166-172 (2005).
Baum, C., Weissman, I., Tsukamoto, A., Buckle, A. & Peault, B. Isolation of a candidate human
hematopoietic stem cell population. Proc Natl Acad Sci USA 89, 2804 (1992).
Bhatia, M., Bonnet, D., Murdoch, B., Gan, O.I. & Dick, J.E. A newly discovered class of human
hematopoietic cells with SCID-repopulating activity. Nat Med 4, 1038-1045 (1998).
Larochelle, A. et al. Identification of primitive human hematopoietic cells capable of repopulating
NOD/SCID mouse bone marrow: implications for gene therapy. Nat Med 2, 1329-1337 (1996).
Pincus, D.W., Goodman, R.R., Fraser, R.A.R., Nedergaard, M. & Goldman, S.A. Neural stem and
progenitor cells: A strategy for gene therapy and brain repair. Neurosurgery 42, 858-868 (1998).
8 van 11
Lessen van de 21ste eeuw
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
51.
52.
53.
54.
55.
56.
57.
58.
59.
60.
61.
7 november, 2005
Catherine Verfaillie
Johansson, C.B. et al. Identification of a neural stem cell in the adult mammalian central nervous
system. 1998 96, 25-34 (1999).
Alvarez-Buylla, A. & Temple, S. Stem cells in the developing and adult nervous system. J Neurobiol 36,
105-110 (1998).
Gage, F.H., Kempermann, G., Palmer, T.D., Peterson, D.A. & Ray, J. Multipotent progenitor cells in the
adult dentate gyrus. J Neurobiol 36, 249-266 (1998).
Shihabuddin, L.S., Horner, P.J., Ray, J. & Gage, F.H. Adult spinal cord stem cells generate neurons
after transplantation in the adult dentate gyrus. J Neurosci. 20, 8727-8735 (2000).
Beauchamp, J.R. et al. Expression of CD34 and Myf5 defines the majority of quiescent adult skeletal
muscle satellite cells. J Cell Biol 151, 1221-1234 (2000).
Asakura, A., Seale, P., Girgis-Gabardo, A. & Rudnicki, M.A. Myogenic specification of side population
cells in skeletal muscle. J Cell Biol 159, 123-134 (2002).
Kim, C.F. et al. Identification of bronchioalveolar stem cells in normal lung and lung cancer. Cell 121,
823-835 (2005).
Fausto, N. & Campbell, J.S. The role of hepatocytes and oval cells in liver regeneration and
repopulation. Mech Dev 120, 117-130 (2003).
Potten, C. Stem cells in gastrointestinal epithelium: numbers, characteristics and death. Philos Trans R
Soc Lond B Biol Sci 353, 821-830 (1998).
Braun, K.M. & Watt, F.M. Epidermal label-retaining cells: background and recent applications. J Investig
Dermatol Symp Proc 9, 196-201 (2004).
Allsopp, R.C., Cheshier, S. & Weissman, I.L. Telomere shortening accompanies increased cell cycle
activity during serial transplantation of hematopoietic stem cells. J Exp Med 193, 917-924. (2001).
Svendsen, C.N. et al. Restricted growth potential of rat neural precursors as compared to mouse. Brain
Res Dev Brain Res 99, 253-258 (1997).
Good, R.A., Gatti, R.A., Hong, R. & Meuwissen, H.J. Graft treatment of immunological deficiency.
Lancet 1, 1162 (1969).
Bensinger, W.I. et al. Transplantation of allogeneic peripheral blood stem cells mobilized by
recombinant human granulocyte colony-stimulating factor. Blood 85, 1655-1664 (1995).
Wagner, J. Umbilical cord transplantation. Leukemia 12, Suppl 1:S30-32 (1998).
Lazarus, H.M. et al. Cotransplantation of HLA-identical sibling culture-expanded mesenchymal stem
cells and hematopoietic stem cells in hematologic malignancy patients. Biol Blood Marrow Transplant
11, 389-398 (2005).
Luyten, F.P. Mesenchymal stem cells in osteoarthritis. Curr Opin Rheumatol 16, 599-603 (2004).
Ehrlich, H.P. Understanding experimental biology of skin equivalent: from laboratory to clinical use in
patients with burns and chronic wounds. Am J Surg. 187, 29S-33S. (2004).
Egarth, M., Hellkvist, J., Claesson, M., Hanson, C. & Stenevi, U. Longterm survival of transplanted
human corneal epithelial cells and corneal stem cells. Acta Ophthalmol Scand 83, 456-461 (2005).
Gussoni, E. et al. Dystrophin expression in the mdx mouse restored by stem cell transplantation. Nature
401, 390-394 (1999).
Brazelton, T.R., Rossi, F.M.V., Keshet, G.I. & Blau, H.M. From Marrow to Brain: Expression of Neuronal
Phenotypes in Adult Mice. Science 290, 1775-1779 (2000).
Woodbury, D., Schwarz, E.J., Prockop, D.J. & Black, I.B. Adult rat and human bone marrow stromal
cells differentiate into neurons. J Neurosci Res 61, 364-370 (2000).
Quaini, F. et al. Chimerism of the transplanted heart. N Engl J Med 346, 5-15 (2002).
Orlic, D. et al. Bone marrow cells regenerate infarcted myocardium. Nature 410, 701-705 (2001).
Orlic, D. et al. Mobilized bone marrow cells repair the infarcted heart, improving function and survival.
Proc Natl Acad Sci U S A 98, 10344-10349 (2000).
Harris, R.G. et al. Lack of a fusion requirement for development of bone marrow-derived epithelia.
Science 305, 90-93 (2004).
Krause, D.S. et al. Multi-organ, multi-lineage engraftment by a single bone marrow-derived stem cell.
Cell 105, 369-377 (2001).
Lagasse, E. et al. Purified hematopoietic stem cells can differentiate into hepatocytes in vivo. Nat Med.
6, 1229-1234 (2000).
Ianus, A., Holz, G.G., Theise, N.D. & Hussain, M.A. In vivo derivation of glucose-competent pancreatic
endocrine cells from bone marrow without evidence of cell fusion. J Clin Invest 111, 843-850 (2003).
Johnson, J. et al. Oocyte generation in adult mammalian ovaries by putative germ cells in bone marrow
and peripheral blood. Cell 122, 303-315 (2005).
Hematti, P. et al. Absence of donor-derived keratinocyte stem cells in skin tissues cultured from patients
after mobilized peripheral blood hematopoietic stem cell transplantation. Exp Hematol 30, 943-949
(2002).
Hess, D. et al. Bone marrow-derived stem cells initiate pancreatic regeneration. Nat Biotechnol 21, 763770 (2003).
9 van 11
Lessen van de 21ste eeuw
62.
63.
64.
65.
66.
67.
68.
69.
70.
71.
72.
73.
74.
75.
76.
77.
78.
79.
80.
81.
82.
83.
84.
85.
86.
87.
88.
89.
7 november, 2005
Catherine Verfaillie
Wagers, A.J., Sherwood, R.I., Christensen, J.L. & Weissman, I.L. Little evidence for developmental
plasticity of adult hematopoietic stem cells. Science 297, 2256-2259 (2002).
Alvarez-Dolado, M. et al. Fusion of bone-marrow-derived cells with Purkinje neurons, cardiomyocytes
and hepatocytes. Nature 425, 968-973 (2003).
Jackson, K., Mi, T. & Goodell, M.A. Hematopoietic potential of stem cells isolated from murine skeletal
muscle. Proc Natl Acad Sci U S A 96, 14482-14486 (1999).
McKinney-Freeman, S.L. et al. Muscle-derived hematopoietic stem cells are hematopoietic in origin.
Proc Natl Acad Sci U S A 99, 1341-1346. (2002).
Ying, Q.L., Stavridis, M., Griffiths, D., Li, M. & Smith, A. Conversion of embryonic stem cells into
neuroectodermal precursors in adherent monoculture. Nat Biotechnol 21, 183-186 (2003).
Terada, N. et al. Bone marrow cells adopt the phenotype of other cells by spontaneous cell fusion.
Nature 416, 542-545 (2002).
Wang, X. et al. Cell fusion is the principal source of bone-marrow-derived hepatocytes. Nature 422,
897-901 (2003).
Grompe, M. et al. Loss of fumarylacetoacetate hydrolase is responsible for the neonatal hepatic
dysfunction phenotype of lethal albino mice. Genes Dev 7, 2298-2307 (1993).
Grompe, M. et al. Pharmacological correction of neonatal lethal hepatic dysfunction in a murine model
of hereditary tyrosinaemia type I. Nat Genet 10, 453-460 (1995).
Camargo, F.D., Finegold, M. & Goodell, M.A. Hematopoietic myelomonocytic cells are the major source
of hepatocyte fusion partners. J Clin Invest 113, 1266-1270. (2004).
Jackson, K. et al. Regeneration of ischemic cardiac muscle and vascular endothelium by adult stem
cells. J Clin Invest 107, 1395-1402. (2001).
Laflamme, M.A. & Murry, C.E. Regenerating the heart. Nat Biotech 23, 845-856 (2005).
Nygren, J.M. et al. Bone marrow-derived hematopoietic cells generate cardiomyocytes at a low
frequency through cell fusion, but not transdifferentiation. Nat Med 10, 494-501 (2004).
Gnecchi, M. et al. Paracrine action accounts for marked protection of ischemic heart by Akt-modified
mesenchymal stem cells. Nat Med 11, 367-368 (2005).
Murry, C.E. et al. Haematopoietic stem cells do not transdifferentiate into cardiac myocytes in
myocardial infarcts. nature 428, 664-668 (2004).
Baran, K.W. et al. Limitation of Myocardial Infarction Following Thrombolysis in Acute Myocardial
Infarction (LIMIT AMI) Study Group. Double-blind, randomized trial of an anti-CD18 antibody in
conjunction with recombinant tissue plasminogen activator for acute myocardial infarction: limitation of
myocardial infarction following thrombolysis in acute myocardial infarction (LIMIT AMI) study.
Circulation 104, 2778-2783 (2001).
Britten, M.B. et al. Infarct remodeling after intracoronary progenitor cell treatment in patients with acute
myocardial infarction (TOPCARE-AMI): mechanistic insights from serial contrast-enhanced magnetic
resonance imaging. Circulation 108, 2212-2218 (2003).
Kang, H.J. et al. Effects of intracoronary infusion of peripheral blood stem-cells mobilised with
granulocyte-colony stimulating factor on left ventricular systolic function and restenosis after coronary
stenting in myocardial infarction: the MAGIC cell randomised clinical trial. Lancet 363, 751-756 (2004).
Strauer, B.E. et al. Repair of infarcted myocardium by autologous intracoronary mononuclear bone
marrow cell transplantation in humans. Circulation 106, 1913-1918 (2002).
Perin, E.C. et al. Transendocardial, autologous bone marrow cell transplantation for severe, chronic
ischemic heart failure. Circulation 107, 2294-2302 (2003).
Jiang, Y. et al. Pluripotent nature of adult marrow derived mesenchymal stem cells. Nature 418, 41-49
(2002).
Reyes, M. et al. Purification and ex vivo expansion of postnatal human marrow mesodermal progenitor
cells. Blood 98, 2615-2625. (2001).
Jiang, Y. et al. Multipotent progenitor cells can be isolated from post-natal murine bone marrow, muscle
and brain. Exp Hematol. 30, 896-904 (2002).
Reyes, M. et al. Origin of endothelial progenitors in human post-natal bone marrow. J Clin Invest 109,
337-346 (2002).
Schwartz, R.E. et al. Multipotent Adult Progenitor Cells from Bone Marrow Differentiate into Functional
Hepatocyte-like Cells. J Clin Invest 96, 1291-1302 (2002).
Jiang Y, H.D., Blackstad M, Chen A, Miller RF, Verfaillie CM. Neuroectodermal differentiation from
mouse multipotent adult progenitor cells. Proc Natl Acad Sci U S A 100 Suppl 1, 11854-11860 (2003).
D'Ippolito, G. et al. Marrow-isolated adult multilineage inducible (MIAMI) cells, a unique population of
postnatal young and old human cells with extensive expansion and differentiation potential. J Cell Sci
117, 2971-2981 (2004).
Kogler, G. et al. A new human somatic stem cell from placental cord blood with intrinsic pluripotent
differentiation potential. J Exp Med 200, 123-135. (2004).
10 van 11
Lessen van de 21ste eeuw
90.
91.
92.
93.
94.
95.
96.
97.
98.
99.
100.
101.
102.
103.
104.
7 november, 2005
Catherine Verfaillie
Yoon, Y.S. et al. Clonally expanded novel multipotent stem cells from human bone marrow regenerate
myocardium after myocardial infarction. J Clin Invest 115, 326-338 (2005).
Breyer, A., Estharabadi, N., Lien, L. & Jiang, Y. Multipotent Adult Progenitor Cell (MAPC) Isolation and
Culture Procedures. Exp Hemato In Press.
López-Aranguren, X. et al. In Vitro and in Vivo Arterio-Venous Specification from Human Multipotent
Adult Progenitor Cells. Nat Biotechnol submitted (2005).
Zhao, L.R. et al. Human bone marrow stem cells exhibit neural phenotypes and ameliorate neurological
deficits after grafting into the ischemic brain of rats. Exp Neurol. 174, 11-20 (2002).
Wilmut, I., Schnieke, A., McWhir, J., Kind, A. & Campbell, K. Viable offspring derived from fetal and
adult mammalian cells. Nature 385, 810-813 (1997).
Campbell, K.H., McWhir, J., Ritchie, W.A. & Wilmut, I. Sheep cloned by nuclear transfer from a cultured
cell line. Nature 380, 64-66 (1996).
Imokawa, Y. & Yoshizato, K. Expression of sonic hedgehog gene in regenerating newt limbs. Wound
Repair Regen 6, 366-370 (1998).
Odelberg, S.J., Kollhoff, A. & Keating, M.T. Dedifferentiation of mammalian myotubes induced by msx1.
Cell 103, 1099-1109 (2000).
Brockes, J.P. Amphibian limb regeneration: rebuilding a complex structure. Science 276, 61-67 (1997).
Sanchez Alvarado, A. & Kang, H. Multicellularity, stem cells, and the neoblasts of the planarian
Schmidtea mediterranea. Exp Cell Res 306, 299-308 (2005).
Shibata, N. et al. Expression of vasa(vas)-related genes in germline cells and totipotent somatic stem
cells of planarians. Dev Biol 206, 73-87 (1999).
Hwang, W.S. et al. Evidence of a pluripotent human embryonic stem cell line derived from a cloned
blastocyst. Science 303, 1669-1674 (2004).
De Vos, A. & Van Steirteghem, A. Aspects of biopsy procedures prior to preimplantation genetic
diagnosis. Prenat Daign 21, 767-780 (2001).
Chung, Y. et al. Embryonic and extraembryonic stem cell lines derived from single mouse blastomeres.
Nature ePub Oct 15 (2005).
Faden, R.R. et al. Public Stem cell Banks: considerations of justice in stem cell research and therapy.
Hastings Cent Rep 33, 13-27 (2003).
11 van 11