Verhaal met een staartje: zo laat de tokay gekko een compleet nieuw lichaamsdeel groeien
Als de tokay gekko zijn staart verliest, groeit de nieuwe aan vanuit stamcellen bij de stomp. Spieren, bot en huid ontstaan elk vanuit specifieke stamcellen. Deze vinding van bioloog Luthfi Nurhidayat kan interessant zijn voor regeneratieve geneeskunde bij mensen. Hij promoveert 9 januari.
Van veel planten kun je gewoon een stuk afknippen. Daar groeien dan nieuwe wortels aan en je hebt een nieuw individu. De ‘oude’ plant heeft nergens last van, die groeit weer aan. Bij dieren ligt deze zogeheten regeneratie van beschadigd of verloren weefsel moeilijker. Het meest extreme voorbeeld is de fluweelslak. Japanse onderzoekers ontdekten toevallig dat dit dier zich kan ontdoen van zowat het hele lichaam, om vervolgens vanuit de overgebleven kop binnen drie weken volledig aan te groeien.
Bij mensen groeit hooguit een klein stukje van een vingertopje weer aan
Gewervelde dieren zijn hier minder goed in. Bij mensen groeit hooguit een klein stukje van een vingertopje weer aan, als we het verliezen. Ook wordt onze lever weer groter als een deel is verwijderd. Onderzoekers verschillen hierover van mening: is dit echte regeneratie of gewone groei? Bij mannetjesherten groeit jaarlijks een compleet nieuw gewei. Dat is het knapste staaltje regeneratie onder zoogdieren. Maar dat is alleen maar botweefsel. Hagedissen kunnen meer: ze kunnen hun staart loslaten om een roofdier af te leiden. Daarna groeit er een nieuwe staart, met bot-, spier- en huidweefsel.
‘Als we verschillende diersoorten onderzoeken, vinden we misschien mechanismen die we kunnen toepassen bij de mens.’
Artsen willen graag afkijken bij dieren hoe ze regeneratie bij mensen kunnen stimuleren. Daarom gaan wetenschappers op zoek naar antwoorden. Zo ook Luthfi Nurhidayat, biologiedocent en onderzoeker aan de Indonesische Universitas Gadjah Mada. ‘We zien zowel overeenkomsten als verschillen in hoe dieren organen of lichaamsdelen regenereren. Als we verschillende diersoorten onderzoeken, vinden we misschien mechanismen die we kunnen toepassen bij de mens.’
De tokay gekko krijgt een nieuwe staart
Nurhidayat onderzocht de staartregeneratie in de tokay gekko (Gekko gecko), een hagedissensoort. In Indonesië stichtte hij enkele gekko-kolonies. ‘Hier nam ik in zeven groeistadia monsters van de teruggroeiende staart.’ In Leiden analyseerde hij de monsters. Nurhidayat ontdekte dat stamcellen aan het uiteinde van de stomp verantwoordelijk zijn voor de groei van de nieuwe staart.
Nurhidayat: ‘Blijkbaar kan een hagedis complex weefsel, met bot, bloedvaten en huid, laten teruggroeien door alleen de aanwezige stamcellen te activeren. Dat verklaart misschien ook waarom deze staart geen exacte kopie is van de originele staart.’ De staart die de gekko als embryo krijgt, groeit via aan ander mechanisme. Die komt niet voort uit verschillende soorten specifieke stamcellen, maar uit een groeizone met zogeheten pluripotente stamcellen. Die kunnen zich nog tot nog meerdere soorten weefsel ontwikkelen.
Genoten van promotieonderzoek en lesgeven
Nurhidayat genoot enorm van zijn promotieonderzoek. ‘Niet alleen van het onderzoek zelf, maar ook de koffie- of lunchpauzes waarin we met collega’s van alles bespraken. Het traject gaf me veel perspectief, niet alleen als wetenschapper maar ook als mens. Ik hou van lesgeven, dus ik vond het erg leuk om studenten te begeleiden en te assisteren bij de practica. Als de studenten knikten als teken dat ze mijn uitleg begrepen, gaf dat veel voldoening.’
Kunnen we straks ook bij mensen spieren of kraakbeen terug laten groeien?
Nurhudayat vindt het veelbelovend dat stamcellen uit verschillende weefsels geactiveerd kunnen worden om complexe structuren te herstellen. ‘Groei uit stamcellen komt bij de mens ook voor, dus dit lijkt een relevantie tactiek.’
Misschien kan de Tokay gekko ons helpen begrijpen hoe we stamcellen kunnen activeren om in mensen spieren of kraakbeen terug te laten groeien. Er vindt al veel onderzoek plaats naar hoe we met stamceltherapie menselijk weefsel kunnen regenereren. Zo begon recent de eerste patiënt met diabetes type 1 weer zelf insuline te produceren na een transplantatie met stamcellen. Ook voor aandoeningen als MS, leukemie en osteoartritis zijn behandelingen met stamcellen al in gebruik of in een vergevorderd stadium van klinisch onderzoek.
Luthfi Nurhidayat verdedigt zijn proefschrift getiteld Tail Regeneration in the Tokay Gecko (Gekko gecko) op 9 januari 2025 in het Academiegebouw. Zijn promotoren zijn professoren Michael Richardson en Herman Spaink.