Een van de behandelingen tegen leukemie en een reeks erfelijke aandoeningen is Hematopoietische stamceltransplantatie (HSCT), waarbij bloedstamcellen van een donor in een patiënt worden getransplanteerd. Een belangrijk onderdeel van HSCT is de voorbereiding van de patiënt op deze behandeling, waaronder chemotherapie en/of totale lichaamsbestraling. Het succes van de therapie wordt belemmerd door de ontwikkeling van een aandoening die acute graft-versus-host-ziekte (aGvHD) wordt genoemd. Bij aGvHD vallen immuuncellen van de donor gezond weefsel van de patiënt aan, zoals de lever, huid en darmen, en beschadigen deze. aGvHD van de darmen kan levensbedreigend zijn.
Mesenchymale stamcellen (MSC's) zijn een specifiek type stamcellen, die weefsels herstellen en gemakkelijker te isoleren en te kweken zijn dan andere stamcellen. Hun speciale eigenschappen worden gebruikt voor de behandeling van vele ziekten die ontstekingen en schade aan weefsels veroorzaken, zoals aGvHD. In klinische fase II-onderzoeken hebben MSC's 50% van de patiënten met aGvHD gered. Het is echter nog onbekend hoe MSC’s precies bijdragen aan de genezing en het herstel van weefsels bij aGvHD. Een beter begrip van hoe MSC’s functioneren is belangrijk voor het verbeteren van deze levensreddende behandeling.
Mini-darmen
Om dit te bereiken is een geschikt laboratoriummodel nodig om het werkingsmechanisme van MSC's tijdens orgaan-/weefselgenezing bij aGvHD-patiënten te bestuderen. We concentreerden ons op het begrijpen hoe MSC's bijdragen aan de genezing van de darmen van aGvHD-patiënten, die eerder beschadigd waren door chemotherapie. Voor dit doel hebben we organoïden van menselijke dunne darm ontwikkeld. Deze organoïden zijn een 3D kweekmodel voor ‘mini-darmen’, gemaakt uit darmstamcellen. Met dit nieuwe model kunnen we bestuderen hoe MSCs de darmen helpen genezen van schade veroorzaakt door chemotherapie bij aGvHD-patiënten.
Onze studie toont aan dat busulfan, een chemotherapeuticum dat wordt gebruikt om patiënten voor te bereiden op HSCT, de dunne darm beschadigde door onder andere verhoogde celdood en verminderde celgroei. De MSC's keerden deze effecten om door specifiek genen en eiwitten te reguleren die bij deze routes betrokken zijn.
We laten zien dat ons in vitro co-cultuursysteem een nieuw waardevol hulpmiddel is om de moleculaire mechanismen achter de therapeutische effecten van MSC's op beschadigde darmen te bestuderen. Dit zou het gebruik van MSC’s bij HSCT-patiënten verder kunnen helpen verbeteren en de positieve uitkomst van behandelingen kunnen vergroten.
Dit werk is gepubliceerd in BioMed Central.