Onderzoekers van UT-onderzoeksinstituut MIRA zijn er in geslaagd om in het lab uit stamcellen kraakbeen te kweken, dat ook in het lichaam kraakbeen blijft. Tot op heden werd het gekweekte kraakbeen in het lichaam al snel omgezet naar botweefsel. De truc schuilt in het kweken van de cellen bij een lage zuurstofconcentratie. Het fundamentele onderzoek brengt de behandeling van kraakbeenziektes zoals artrose weer een stapje dichterbij.

In Nederland kampen meer dan een miljoen mensen met kraakbeenziektes zoals artrose, waarbij het kraakbeen in gewrichten verslechtert of zelfs helemaal verdwijnt. Het inbrengen van nieuw kraakbeen dat gemaakt is uit patiënteigen stamcellen kan een oplossing zijn. Maar tot op heden waren onderzoekers er echter niet in geslaagd om kraakbeen uit stamcellen te kweken dat, eenmaal ingebracht in het lichaam, ook echt kraakbeen bleef. Het kraakbeen werd in een lichaam namelijk altijd vanzelf omgezet naar botweefsel, wat de genezing van de kraakbeenziektes verhindert.

Lage zuurstofconcentraties

Onderzoekers van de Universiteit Twente zijn er nu als eersten in geslaagd om uit stamcellen kraakbeen te kweken dat ook in het lichaam van een muis kraakbeen blijft. Ze slaagden hierin door de cellen bij een lage zuurstofconcentratie van 2,5 procent te kweken, legt prof. dr. Marcel Karperien (hoogleraar Developmental BioEngineering) uit. De gouden standaard voor het kweken van kraakbeen was altijd een zuurstofconcentratie van 21 procent, net als in de buitenlucht, maar eigenlijk is dit niet zo natuurlijk. In het lichaam is de zuurstofconcentratie namelijk een stuk lager en in kraakbeen zelfs nog lager, omdat zich daar geen bloedvaten bevinden.”

Door investering in nieuwe faciliteiten hadden Karperien en collega’s de mogelijkheid om stamcellen op te kweken en te laten differentiëren naar kraakbeen bij een lagere zuurstofspanning. Dit kraakbeen werd bij muizen ingebracht en werd daar niet omgezet naar botweefsel, terwijl het kraakbeen uit de controlegroep na vijf weken volledig was omgezet naar botweefsel. Karperien: “Na deze publicatie verwacht ik dat alle laboratoria die bezig zijn met kraakbeenonderzoek en tissue engineering van kraakbeen ook een speciale incubator gaan kopen waarin ze hun stamcellen kunnen kweken onder een lage zuurstofconcentratie.”

Toekomst

Volgens Karperien is dit een belangrijke stap voor het onderzoek naar behandeling van kraakbeenziektes en botdefecten met patiënteigen stamcellen. “Door te spelen met omgevingsfactoren bij het kweken en differentiëren van deze cellen, kunnen we mede bepalen hoe ze zich in ons lichaam ontwikkelen en gedragen.” De onderzoekers willen nu de achterliggende mechanismes doorgronden om zo onder meer artrose te kunnen remmen of bestrijden en om de kweek van kraakbeen voor weefseltransplantaties te verbeteren.

Bron: Universiteit Twente