Neurobiologen transplanteren embryonale zenuwcellen in de hersenen van muizen

Weg is weg. Als zenuwcellen verloren gaan door letsel of ziekte herstelt ons brein dat vrijwel niet. Maar een transplantatie met embryonale zenuwcellen kan dat verlies compenseren, lieten Duitse neurobiologen zien in muizen.

4 november 2016

Hersenbeschadiging na beroerte. Kan celtransplantatie in de toekomst de kapotte zenuwcellen vervangen?
MPI for Human Cognitive and Brain Sciences

Transplanteer nieuwe zenuwcellen in het beschadigde brein van muizen en de nieuwelingen bouwen zichzelf keurig in de bestaande netwerken van het brein in. Ze voeren zelfs hetzelfde werk uit als hun beschadigde voorgangers. Alsof er nooit iets gebeurd is. Neurobiologen van onder meer de Ludwig Maximilians Universiteit in München rapporteerden de resultaten vorige week in Nature.

Neurologische beperking

Zenuwcellen gaan kapot door bijvoorbeeld een beroerte, of een auto-ongeluk waarbij iemand letsel aan het hoofd oploopt. Er zijn ook aandoeningen waarbij in de loop der jaren zenuwcellen gewoon afsterven, zoals bij Alzheimer en Parkinson. Zo’n groot verlies aan cellen is vrijwel onomkeerbaar. Voor een patiënt met hersenschade uit zich dat vaak in neurologische beperkingen, van spraak- en gezichtsverlies tot aan geheugenprobemen, afhankelijk van het getroffen hersengebied.

Omdat het menselijk brein zelf maar beperkt verloren cellen terug kan laten groeien, kijken wetenschappers of het inspuiten van nieuwe zenuwcellen in het aangedane gebied de schade kan herstellen.

Het doel van de behandeling is simpel: verloren cellen vervangen. Maar gebeurt dat ook? Uit eerdere studies bleek dat celtransplantaties de symptomen van patiënten met Parkinson verminderen. Maar of de nieuwe cellen ook echt de functie overnemen van de weggevaagde cellen was niet duidelijk.

Elektrische activiteit

Onderzoeksleider Magdalena Götz en haar collega’s zochten uit in hoeverre ingespoten zenuwcellen zich nestelen in bestaande hersennetwerken. Met een laser elimineerden ze zenuwcellen in de visuele schors van muizen, een hersendeel dat betrokken is bij visuele waarneming. De visuele schors is handig voor onderzoek, want daarvan zijn de functies van cellen en de verbindingen ertussen goed in kaart gebracht.

Op de beschadigde plek spoten ze daarna embryonale zenuwcellen in, die nog kunnen uitgroeien tot allerlei gespecialiseerde hersencellen. En uitgroeien deden ze, tot piramidecellen, een celtype dat veel voorkomt in de hersenschors. Die kersverse piramidecellen gingen de juiste bindingen aan met andere zenuwcellen en vertoonden zelfs elektrische activiteit door ze met licht te beschijnen. Hun elektrische boodschap belandde zonder problemen bij zenuwcellen verderop in het brein.

Navigeren

“Voorheen wisten we niet of nieuwe zenuwcellen in staat waren door de hersenen te navigeren over lange afstanden”, laat Götz weten. “Eerder onderzoek en onze eigen studie laten zien dat uitlopers van jonge zenuwcellen inderdaad moeiteloos richting gespecialiseerde hersengebieden kunnen groeien.”

In dit experiment werden slechts een paar van de bovenste lagen zenuwcellen uit de visuele schors weg gelaserd. “Dit heeft verder geen gevolgen voor het zicht van de muizen”, legt Götz uit. “Op dit moment testen we grotere beschadigingen die klinisch gezien relevanter zijn.” Ze denkt dat transplantatie geschikt is voor letsel op elke plek in de hersenen, al moet onderzoek voor elk afzonderlijk hersengebied eerst uitwijzen of het werkt en veilig is.

Bron:

Falkner, S. e.a., ‘Transplanted embryonic neurons integrate into adult neocortical circuits’, Nature. Online op 26 oktober 2016. doi:10.1038/nature20113