Nieuws Wetenschap

Losse cellen volgen is dé wetenschappelijke doorbraak van 2018, volgens 12 duizend wetenschappers

De grootste wetenschappelijke doorbraak van het jaar is niet een pas ontdekte planeet of een nieuw geneesmiddel, maar een vinding die niet eens de kranten haalde bij de bekendmaking in april. Toch zijn kenners het er unaniem over eens dat 2018 de geschiedenisboeken ingaat als het jaar waarin men voor het eerst cel voor cel volgde hoe een embryo uitgroeit tot een gewerveld dier.

Embryo van een zebravis, met de afzonderlijke cellen zichtbaar gemaakt met fluorescerende stoffen. Beeld Harvard Medical School

Het volgen van cellen is een duizelingwekkende prestatie, die grenst aan tovenarij. Door een aantal nieuwe technieken te combineren, slaagden wetenschappers van onder meer het Broad Institute uit Boston en de Harvard Medical School erin om het binnenste van tienduizenden cellen tegelijk door te meten, terwijl ze uitgroeiden tot de organen en ledematen van een zebravis, een kikker en de platworm ‘planaria’. Fundamenteel wetenschapswerk, maar intussen wordt de techniek ook al voorzichtig gebruikt om bijvoorbeeld tumoren beter te doorgronden en ontwikkelingsstoornissen bij baby’s te ontrafelen.

De cel-voor-celtechniek werd deze week zowel door de vakredactie van het blad Science, als door 12 duizend wetenschappers die het tijdschrift lezen uitgeroepen tot ‘Doorbraak van het jaar’. Nobelwaardige wetenschap, vinden kenners. ‘Dit vakgebied is echt ontploft’, zegt moleculair-bioloog Mauro Muraro van het Utrechtse bedrijf Single Cell Discoveries. ‘Vroeger keken we naar weefsels als naar een schoolkaart. Nu hebben we een soort Google Maps waarop we elk huis afzonderlijk kunnen zien.’

Televisiezenders

De techniek, nogal technisch ‘enkel-cels RNA-sequencing’ geheten, leest in afzonderlijke cellen welke genetische programma’s daar staan aangeschakeld, een beetje alsof je in alle Nederlandse huiskamers tegelijk kijkt welke televisiezenders er aan staan. Zo ontstaat een beeld van hoe weefsels en organen precies groeien, en waar het eventueel misgaat.

Neem kanker, vertelt Muraro. ‘We komen er steeds meer achter dat tumoren divers zijn, met verschillende soorten cellen. Toch stemmen we de behandeling af op het celtype dat in een tumor het meeste voorkomt. Maar misschien zijn er wel drie, vier subtypes kankercellen, die je tegelijk moet behandelen. Vroeger misten we dat soort cellen en middelden we alles; nu vinden we ook de zeldzamere jongens.’

Om organen of embryo’s af te lezen, maakt men de cellen los van elkaar, stopt ze in een minuscuul druppeltje en voegt er chemische labeltjes aan toe die de signaalstoffen, die op dat moment in de cel actief zijn, leesbaar maken. Per cel luistert men zo af wat de cel op dat moment in zijn schild voert. Door embryo’s en weefsels op verschillende tijdstippen af te lezen, ontstaat een gedetailleerde ‘film’ van de ontwikkelingen door de tijd heen.

‘Lampjes’

Vorig jaar luisterde men op die manier al 50 duizend cellen tegelijk af bij de laboratoriumworm C. elegans, maar dit voorjaar viel alles op zijn plaats. Drie onderzoeksgroepen gebruikten de technieken toen om te volgen hoe een bevrucht zebravisseneitje uitgroeit tot een embryo met 25 celtypes, en hoe kikkerdril uitgroeit tot een wezen met verschillende organen. Anderen bestudeerden onder meer cel voor cel hoe de axolotl een geamputeerde voorpoot teruggroeit.

Andere teams gingen een stap verder, onder meer door met genetische manipulatie fluorescerende gekleurde ‘lampjes’ in de cellen in te bouwen. Zo slaagden Amerikaanse celbiologen erin om liefst 60 duizend cellen, verdeeld over meer dan honderd celtypen, in het brein van de zebravis te volgen door de tijd. Anderen volgden in detail wat er gebeurt in ontwikkelende organen en andere weefsels. ‘En de enkel-celsrevolutie is nog maar aan het beginnen’, merkt Science op in een redactioneel stuk.

Andere belangrijke doorbraken volgens Science:

Inslag op Groenland

Nog maar pas ontdekt: een 31 kilometer brede meteorietkrater onder het ijs van Groenland, die moet zijn geslagen toen er al primitieve mensen rondliepen op aarde. Een vergeten wereldramp – en een ontdekking van wereldformaat.

Neutrino uit de ruimte

Op 22 september 2017 gaf een deeltje genaamd een neutrino een minuscuul lichtflitsje in de enorme Ice Cube-detector op de zuidpool. Afkomstig van een verre, zogeheten ‘blazar’, een woest kolkende kern van een sterrenstelsel, en belangrijk eerste bewijs dat blazars soms extreme spullen op ons gooien.

Eiwitkwak lost op

In vakblad Cell onthulden wetenschappers hoe je afkomt van de gel-achtige klontjes die soms ontstaan als eiwitten samendrommen tot druppeltjes in de cel. Zulke klonteringen zijn misschien opmaat naar ziektes zoals dementie. Diverse labs proberen de truc nu te verwerken tot medicijn.

Golder State Killer gesnapt

Aan de hand van openbare dna-gegevens, gepost op een hobbysite voor familiestambomen, kwamen forensisch wetenschappers de zogenoemde ‘Golden State Killer’ op het spoor, die al veertig jaar werd gezocht voor een reeks moorden en verkrachtingen. Een primeur dat zoiets mogelijk is.

Misser van het jaar: het falende klimaatbeleid

Vernietigend is wetenschapsblad Science over het ‘vastlopende’ klimaatbeleid. ‘Terwijl het bewijs (voor de gevolgen van klimaatverandering) zich opstapelt, is het gat tussen wat de wereld zou moeten doen en wat ze doet groter en dieper dan ooit’, aldus het blad. Een klimaat-ontkennende Trump, een Braziliaanse president die de Amazone wil kappen, China dat terugkrabbelt van broeikasgasreductie en Europa dat ‘wordt afgeleid door interne onenigheden’ – zoals het er nu bijstaat, halen we de 1,5 graad opwarming, die de politiek in Parijs overeenkwam, al rond 2040, constateert het blad.

Meer over

Wilt u belangrijke informatie delen met de Volkskrant?

Tip hier onze journalisten


Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright. Linken kan altijd, eventueel met de intro van het stuk erboven.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright@volkskrant.nl.