Het is goed raak deze week: twee onafhankelijke Amerikaanse onderzoeksgroepen berichten in de gerenommeerde tijdschriften Science en PNAS over hun succes getransplanteerde zenuwcellen te laten integreren in muizenbreinen.
Kapotte zenuwcellen
Zenuwcellen zijn gespecialiseerde cellen die een belangrijk onderdeel zijn van het centraal zenuwstelsel. Ieder mens heeft ongeveer honderd miljard zenuwcellen, die voortdurend bezig zijn met het verzenden en ontvangen van signalen. In de hersenen liggen verschillende netwerken van zenuwcellen die lichaamsfuncties zoals lopen en praten aansturen, maar ook verantwoordelijk zijn voor ons denkvermogen.
Gaan er zenuwcellen kapot, bijvoorbeeld door een ongeluk of ziekte, dan kunnen lichaamsfuncties en het denkvermogen afnemen. Zo hebben veel patiënten met de ziekte van Parkinson last van trillende armen of benen, en dementeren mensen met de ziekte van Alzheimer soms enorm snel. Behandeling van zulke hersenziekten lijkt simpel: vervang de kapotte zenuwcellen door nieuwe exemplaren en de patiënt kan weer even vooruit.
Zo makkelijk als het klinkt, is het echter allerminst. Tot nu toe wisten we bijvoorbeeld niet eens of nieuwe zenuwcellen wel in staat zijn om verbinding te maken met bestaande netwerken in de hersenen.
Ontvangen en versturen
Op deze kwestie werpen twee onafhankelijke Amerikaanse onderzoeksgroepen deze week nieuw licht. In PNAS beschrijven neurobiologen van de universiteit van Wisconsin-Madison dat zenuwcellen, ontstaan uit menselijke embryonale stamcellen, geen moeite hebben om te integreren in de hersenen van levende muizen.
Voor hun onderzoek kweekten de Amerikanen in het laboratorium zenuwcellen uit menselijke embryonale stamcellen. Zij labelden de gekweekte zenuwcellen met een molecuul dat alleen actief wordt onder invloed van licht, en transplanteerden de cellen vervolgens naar de hippocampus van volwassen muizen. Doordat met licht uitsluitend de getransplanteerde zenuwcellen gestimuleerd werden, konden de biologen precies zien waar de nieuwe cellen waren en wat ze daar uitspookten.
Zo ontdekten de wetenschappers dat getransplanteerde zenuwcellen kunnen integreren in bestaande netwerken. De cellen zijn in staat om te luisteren naar de originele zenuwcellen, en hun ritme van signaaloverdracht over te nemen. Maar het is geen eenrichtingsverkeer. De getransplanteerde zenuwcellen slaagden er ook in om zelf berichten naar andere zenuwcellen te versturen en zo invloed uit te oefenen op hoe het hersennetwerk functioneert.
Dikke muizen worden dun
Tegelijkertijd maakte een andere Amerikaanse onderzoeksgroep, van de universiteit van Harvard (Cambrigde), deze week melding in Science van eenzelfde soort bevinding. Zij deden er nog een schepje bovenop en ‘genazen’ dikke muizen van hun overgewicht: met donorzenuwcellen.
Daarvoor transplanteerden ze zenuwcellen uit de hypothalamus – een hersengebied waarin onder andere het hongercentrum zit – van gezonde muizenembryo’s naar de hypothalamus van muizen met ernstig overgewicht en suikerziekte. Die aandoeningen ontstonden doordat zenuwcellen van de muizen geen receptoren hadden voor leptine: een hormoon dat normaal gesproken in de hypothalamus bindt aan zijn receptor om de voedselinname te beperken, en de bloedsuikerspiegel op peil te houden.
Na vijf maanden waren de getransplanteerde embryonale zenuwcellen uitgegroeid tot verschillende specialistische zenuwcellen, die verbindingen aangingen met de hersennetwerken van de muis. Wat dat betekende voor de dikke muizen? Die werden in de weken na de transplantatie plots weer slank, en ook hun hoge bloedsuikerspiegel – typisch voor diabetes – nam normale waarden aan. Blijkbaar waren de gezonde donorzenuwcellen in staat het beschadigde leptinenetwerk in de hypothalamus te herstellen.
Proof of concept
De wetenschappers van de universiteit van Harvard zeggen er wel bij dat het vervangen van zenuwcellen geen praktische manier is om overgewicht te behandelen. Dat was het punt ook niet. Het gaat erom dat nu is aangetoond, twee keer zelfs, dat getransplanteerde zenuwcellen zich wel degelijk kunnen installeren in bestaande hersennetwerken. En dat biedt hoop voor de ontwikkeling van een transplantatietherapie voor het behandelen van hersenziekten als Parkinson en Alzheimer.
Bronnen:
- Jason Weick e.a. Human embryonic stem cell-derived neurons adopt and regulate the activity of an established neural network PNAS Early Edition, 21 november 2011 online
- Arthur Czupryn e.a. Transplanted hypothalamic neurons restore leptin signaling and ameliorate obesity in db/db mice Science, 24 november 2011 online
Lees meer over celtherapie op Kennislink:
Oeps: Onbekende tag `feed’ met attributen {"url"=>"https://www.nemokennislink.nl/kernwoorden/celtherapie.atom", “max”=>"7", “detail”=>"minder"}