[PWC-MEDIA] Persbericht: Opnieuw afstellen van hormoonproducerende cellen in de darm

  • From: "Mailbox Communication (Hubrecht)" <communication@xxxxxxxxxxx>
  • To: "pwc-media@xxxxxxxxxxxxx" <pwc-media@xxxxxxxxxxxxx>
  • Date: Thu, 31 Jan 2019 18:51:39 +0000

[Engels persbericht hieronder]

Opnieuw afstellen van hormoonproducerende cellen in de darm
[cid:image001.jpg@01D4B99E.5EE38F50]
Onderzoekers van de groep van Hans 
Clevers<https://www.hubrecht.eu/nl/research-groups/clevers-groep/> in het 
Hubrecht Instituut<http://www.hubrecht.eu/> (KNAW) en hun collega’s werpen een 
nieuw licht op het ontstaan en de functie van hormoonproducerende cellen in de 
darm, en openen daarmee nieuwe deuren voor het afstellen van deze 
hormoonproductie voor de behandeling van ziektes. Hun resultaten zijn recent 
gepubliceerd in de wetenschappelijke tijdschriften Nature Cell 
Biology<https://www.nature.com/articles/s41556-018-0143-y> en 
Cell<https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(18)31643-X>.

Darmhormonen
Heb je je ooit afgevraagd waar dat plotselinge gevoel van honger vandaan komt 
als je lege maag rommelt? Duizenden cellen die reageren op voedingsstoffen 
verdeeld over je maag en darm, ook wel enteroendocriene cellen genoemd, hebben 
zojuist miljoenen kleine blaasjes gevuld met het honger hormoon ghrelin 
afgegeven aan je bloed. Dit soort hormonen vormen de primaire 
communicatiemethode van de darm met verderop gelegen delen van de darm, maar 
ook met andere organen zoals de alvleesklier en de hersenen. Verschillende 
enteroendocriene cellen produceren verschillende hormonen als reactie op 
verschillende prikkels. Deze hormonen zorgen bijvoorbeeld voor een hongergevoel 
of een vol gevoel, coördineren de peristaltische bewegingen in de darm, 
stimuleren de reparatie van de beschermende cellaag van de darm of bevorderen 
een hogere afgifte van insuline door de alvleesklier. Dit laatste is vooral 
interessant voor patiënten met diabetes type 2, die van zichzelf niet in staat 
zijn om voldoende insuline te produceren voor het stabiliseren van hun 
bloedsuikerwaarden. Een van de meest succesvolle behandelingen voor diabetes is 
gebaseerd op het darmhormoon GLP1, waarmee deze patiënten in staat zijn hun 
bloedsuikerwaarden onder controle te houden, zonder hiervoor insuline-injecties 
te hoeven gebruiken.

Zeldzame cellen
Enteroendocriene cellen vormen minder dan 1% van de cellen in de bekleding van 
de darm. Deze 1% is vervolgens weer opgedeeld in veel verschillende subtypes 
die verschillende hormonen produceren. Daarom is het moeilijk om een specifieke 
enteroendocriene cel te vinden. Het is net als het zoeken naar een paar 
diamanten, robijnen en smaragden in een vrachtwagen vol met kiezelstenen. Je 
kunt gehele lading wegen, meten, vermalen en de minerale samenstelling 
analyseren, maar dit zal je veel meer vertellen over de kiezelstenen dan over 
de edelstenen.

Een nieuwe aanpak
Voor het bestuderen van deze zeldzame cellen hebben de onderzoekers twee 
methodes gecombineerd: een methode die ‘single-cell sequencing’ heet (zie 
uitleg over single-cell sequencing hieronder) en waarmee elke individuele cel 
afzonderlijk bestudeerd kan worden, en een methode waarmee de leeftijd van elke 
cel bepaald kon worden. Als we dezelfde edelsteen metafoor gebruiken wil dat 
zeggen dat de onderzoekers alle edelstenen zo glimmend hebben gemaakt dat ze 
uit de stapel kiezelstenen geselecteerd en individueel bestudeerd konden 
worden. Daarnaast konden ze de leeftijd van de edelstenen aflezen aan de hand 
van hun kleur. Hierdoor konden de onderzoekers de ontwikkeling van de 
enteroendocriene cellen bestuderen.

Het systeem opnieuw afstellen
Nieuwe enteroendocriene cellen worden voortdurend gemaakt in onze darm en leven 
vervolgens een aantal weken. De onderzoekers deden de verrassende ontdekking 
dat veel enteroendocriene cellen hun hormoonproductie aanpassen naar gelang ze 
ouder worden. Dit vermogen van de cellen om hun hormoonproductie, en daarmee 
hun functie, te veranderen is ontzettend interessant voor de ontwikkeling van 
mogelijke therapieën. Wanneer we de signalen begrijpen die deze veranderingen 
controleren zijn we wellicht in staat om de darm te stimuleren meer van een 
bepaald hormoon te maken, bijvoorbeeld voor het behandelen van diabetes, 
obesitas of inflammatoire darmziekten. De onderzoekers hebben al zo’n signaal 
gevonden en laten zien dat het manipuleren van dit signaal in de muis zorgt 
voor en verandering van de hormoonwaarden, waaronder een verhoging van het 
hormoon GLP1.


Single-cell Sequencing
Single-cell sequencing is een relatief nieuwe techniek die is gekozen als 
“Breakthrough of the year 2018” (doorbraak van het jaar 2018) door het 
wetenschappelijke tijdschrift Science. Met deze techniek kunnen onderzoekers de 
activiteit van genen uitlezen in individuele cellen. Dit vertelt ze welke 
genetische programma’s actief zijn in een cel, en daarmee wat de identiteit is 
van die cel (bijvoorbeeld een huidcel of een immuuncel). Onderzoekers konden 
eerder al de activiteit van genen al uitlezen in een weefsel, maar dit was 
altijd gebaseerd op duizenden cellen bij elkaar. Met single-cell sequencing 
kunnen de onderzoekers nu de genactiviteit van elke individuele cel uitlezen. 
Deze verbetering kun je vergelijken met het verschil tussen een klassieke 
geografische kaart, waarin een stad wordt weergegeven als een lapje in één 
kleur, en Google Maps, waar we kunnen inzoomen op elk individueel huis en 
daarmee de zeldzame en interessante huizen kunnen opsporen.

Omdat deze techniek kan worden toegepast in verschillende onderzoeksvelden 
willen veel onderzoekers single-cell sequencing toepassen in het orgaan of voor 
de ziekte die zij bestuderen. Echter, het uitvoeren van de techniek en het 
interpreteren van de resultaten vereist heel gespecialiseerde 
laboratoriumapparatuur en algoritmes voor data-analyse. Daarom is een start-up 
bedrijf genaamd Single Cell 
Discoveries<ttps://www.scdiscoveries.com?utm_campaign=Hubrecht%20referrals&utm_source=hubrecht&utm_medium=referral&utm_content=clevers_news_jan19>
 begonnen op het Hubrecht Instituut, die single-cell sequencing uitvoert als 
een service voor onderzoekers en artsen over de hele wereld.


Afbeelding
Doorsnede van de dunne darm van een muis waarin de cellen die verschillende 
hormone produceren met verschillende kleuren zijn gelabeled. Section of the 
mouse small intestine in which cells that produce different hormones are 
labeled with different colors.
Afbeelding credit: Joep Beumer, © Hubrecht Instituut


Meer informatie
Dit onderzoek is een samenwerking tussen onderzoekers van het Hubrecht 
Instituut, het Prinses Máxima Centrum voor kinderoncologie en het Universitair 
Medisch Centrum in Utrecht, het Wellcome Trust-MRC Institute of Metabolic 
Science in Cambridge, Verenigd Koninkrijk, en het Allen Institute for Brain 
Science in Seattle, Verenigde Staten.

Hans Clevers<https://www.hubrecht.eu/nl/research-groups/clevers-groep/> is 
groepsleider bij het Hubrecht Instituut<https://www.hubrecht.eu/nl/> (KNAW), 
professor Moleculair Genetics bij het Universitair Medisch Centrum Utrecht en 
de Universiteit Utrecht, wetenschappelijk directeur van het Prinses Máxima 
Centrum voor kinderoncologie en Oncode Investigator.


Publicaties
Joep Beumer, Benedetta Artegiani, Yorick Post, Frank Reimann, Fiona Gribble, 
Thuc Nghi Nguyen, Hongkui Zeng, Maaike Van den Born, Johan H. Van Es and Hans 
Clevers. Enteroendocrine cells switch hormone expression along the 
crypt-to-villus BMP signalling 
gradient<https://www.nature.com/articles/s41556-018-0143-y>. Nature Cell 
Biology, 2018.

Helmuth Gehart, Johan H. van Es, Karien Hamer, Joep Beumer, Kai Kretzschmar, 
Johanna F. Dekkers, Anne Rios, and Hans Clevers. Identification of 
enteroendocrine regulators by real-time single-cell differentiation 
mapping<https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(18)31643-X>. Cell, 2019.


Over het Hubrecht Instituut
Het Hubrecht Instituut<https://www.hubrecht.eu/nl/> is een onderzoeksinstituut 
gericht op ontwikkelings- en stamcelbiologie. De 24 onderzoeksgroepen van het 
instituut doen fundamenteel en multidisciplinair onderzoek, zowel in gezonde 
systemen als in ziektemodellen. Het hubrecht Instituut is een 
onderzoeksinstituut van de Koninlijke Nederlandse Academie van Wetenschappen 
(KNAW<https://www.knaw.nl/nl?set_language=nl>) en bevindt zich op Utrecht 
Science Park. Sinds 2008 is het instituut geaffilieerd met het Universitair 
Medisch Centrum Utrecht<https://www.umcutrecht.nl/nl/>, wat de vertaling van 
het onderzoek naar de kliniek bevordert.  Het Hubrecht Instituut heeft een 
partnerschap met het European Molecular Biology Laboratory (EMBL).

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Noot voor de pers
Voor vragen kunt u terecht bij Melanie Fremery-Laarman, Communicatiemedewerker 
van het Hubrecht Instituut.
06 83 59 65 48   -   m.fremery@xxxxxxxxxxx



############################################################################################################

Tweaking of hormone-producing cells in the intestine

[cid:image001.jpg@01D4B99E.5EE38F50]Researchers from the group of Hans 
Clevers<https://www.hubrecht.eu/research-groups/clevers-group/> at the Hubrecht 
Institute<http://www.hubrecht.eu/> (KNAW) in the Netherlands and their 
collaborators shed new light on the origin and function of hormone producing 
cells in the intestine and open new avenues to tweak gut hormone production to 
treat human disease. Their results were recently published in Nature Cell 
Biology<https://www.nature.com/articles/s41556-018-0143-y> and in 
Cell<https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(18)31643-X>.

Intestinal hormones
Did you ever wonder where that sudden feeling of hunger comes from when your 
empty stomach rumbles? Thousands of nutrient-sensitive cells, or 
enteroendocrine cells, scattered throughout your stomach and intestine just 
released millions of tiny vesicles filled with the hunger hormone ghrelin into 
your bloodstream. Such hormones act as the gut's primary method of 
communication and coordination with more distant parts of the digestive tract 
or other organs such as the pancreas and the brain. In response to certain 
stimuli, different enteroendocrine cells produce different hormones, which 
induce hunger or satiety, coordinate movement of intestinal muscles, stimulate 
the repair of the intestine's protective cell layer or promote a higher output 
of insulin from the pancreas. The latter is especially interesting in patients 
with type II diabetes, which are on their own unable to produce sufficient 
insulin to stabilize their glucose levels. One of the most successful 
treatments for diabetes is based on the gut hormone GLP1, with which these 
patients are able to control their blood glucose without the need of insulin 
injections.

Rare cells
Less than 1% of the cells in the intestinal lining are enteroendocrine cells. 
This 1% is again split into many different subtypes that produce different 
hormones. Therefore, a specific type of enteroendocrine cell is hard to find. 
It's like looking for a few diamonds, rubies, and emeralds in a truck-load of 
pebbles. You can weigh the load, measure it, grind it down and analyze the 
mineral composition, but this will tell you a lot more about the pebbles than 
about the gemstones.

A new approach
To study these rare cells, the researchers combined a technology called 
single-cell sequencing (see explanation of single-cells sequencing below), to 
look at each individual cell, with a method to determine the age of each cell. 
To stay with the gemstone analogy, they made all gemstones shine so brightly 
that they could be picked out from the pile and analyzed individually. In 
addition, the color of the gemstones told the researchers how old each one was. 
As a result, they could study the development of enteroendocrine cells.

Tweaking the system
Enteroendocrine cells are continuously produced in our intestines and live for 
several weeks. Surprisingly, the researchers found that many enteroendocrine 
cells change their hormone production while they were aging. This ability of a 
cell to switch their hormone production and thus their function is highly 
interesting in the context of therapy. Once we understand the signals that 
control it, we may be able to stimulate the intestine to increase the 
production of specific hormones to treat diabetes, obesity or inflammatory 
bowel disease. The researchers already showed that manipulation of one of these 
signals could change hormone levels, including those of GLP1, in mice.


Single-cell Sequencing
Single-cell sequencing is a relatively new technology that was chosen as 
"Breakthrough of the year 2018" by the scientific journal Science. Using this 
technique, researchers can read the activity of genes at the resolution of 
individual cells. This tells them what genetic program was active in a cell, 
and by derivation what its identity was (for instance a skin cell or an immune 
cell). Researchers were already able to read gene activity in a tissue, but 
these readouts were always done on many thousands of cells pooled together. 
Now, with single-cell sequencing, researchers are able to read the gene 
activity of every individual cell. We can compare this improvement to moving 
from a classical geographical map, where a city is represented as one patch of 
one color, to Google Maps, where we can zoom into every house individually, 
finding rare and interesting houses in the process.

Since the technique can be applied to many different research fields, many 
researchers are now looking to it to analyze their organ or disease of interest 
at single-cell resolution.
However, performing single-cell sequencing, and interpreting its results 
requires highly specialized lab equipment and data analysis algorithms. To 
solve this issue, a startup called Single Cell 
Discoveries<ttps://www.scdiscoveries.com?utm_campaign=Hubrecht%20referrals&utm_source=hubrecht&utm_medium=referral&utm_content=clevers_news_jan19>
 was created at the Hubrecht Insitute that performs single-cell sequencing as a 
service to researchers and clinical institutions around the world.


Image
Section of the mouse small intestine in which cells that produce different 
hormones are labeled with different colors.
Image credit: Joep Beumer, © Hubrecht Institute

More information
This research is a collaboration between researchers at the Hubrecht Institute, 
the Princess Máxima Center for Pediatric Oncology, the University Medical 
Center in Utrecht, The Netherlands, the Wellcome Trust-MRC Institute of 
Metabolic Science in Cambridge, UK, and the Allen Institute for Brain Science 
in Seattle, USA.


Publications:
Joep Beumer, Benedetta Artegiani, Yorick Post, Frank Reimann, Fiona Gribble, 
Thuc Nghi Nguyen, Hongkui Zeng, Maaike Van den Born, Johan H. Van Es and Hans 
Clevers. Enteroendocrine cells switch hormone expression along the 
crypt-to-villus BMP signalling 
gradient<https://www.nature.com/articles/s41556-018-0143-y>. Nature Cell 
Biology, 2018.

Helmuth Gehart, Johan H. van Es, Karien Hamer, Joep Beumer, Kai Kretzschmar, 
Johanna F. Dekkers, Anne Rios, and Hans Clevers. Identification of 
enteroendocrine regulators by real-time single-cell differentiation 
mapping<https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(18)31643-X>. Cell, 2019.


About the Hubrecht Institute
The Hubrecht Institute<http://www.hubrecht.eu/> is a research institute focused 
on developmental and stem cell biology. It encompasses 24 research groups that 
perform fundamental and multidisciplinary research, both in healthy systems and 
disease models. The Hubrecht Institute is a research institute of the Royal 
Netherlands Academy of Arts and Sciences 
(KNAW<https://www.knaw.nl/en?set_language=en>), situated on the Utrecht Science 
Park ‘De Uithof’. Since 2008, the institute is affiliated with the University 
Medical Center Utrecht<https://www.umcutrecht.nl/en/1>, advancing the 
translation of research to the clinic. The Hubrecht Institute has a partnership 
with the European Molecular Biology Laboratory (EMBL).

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Note for the press
For questions you can contact Melanie Fremery-Laarman, Communications Officer 
of the Hubrecht Institute during Dutch office hours: 3AM-11AM EST.
+31 6 83 59 65 48 - m.fremery@xxxxxxxxxxx<mailto:m.fremery@xxxxxxxxxxx>

JPEG image

Other related posts:

  • » [PWC-MEDIA] Persbericht: Opnieuw afstellen van hormoonproducerende cellen in de darm - Mailbox Communication (Hubrecht)