October 7th, 2013

Minibrein gekweekt uit lichaamscellen

Om te groeien heeft het embryonale brein geen bouwplan nodig; het organiseert zichzelf. Wetenschappers zijn er in geslaagd de eerste weken van dat proces na te bootsen in het lab. Hun onderzoek laat zien hoe lichaamscellen in een schaaltje kunnen uitgroeien tot een breinachtig orgaantje. 

Om een minibrein te kweken ga je als volgt te werk. Men neme: enkele lichaamscellen bijvoorbeeld van de huid, een bioreactor, voedingsstoffen en speciale ondersteuningsgel. Eerst laat je de cellen denken dat ze embryonale stamcellen zijn door specifieke genen te activeren. Vervolgens dien je groeifactoren toe die de ontwikkeling van hersenweefsel bevorderen zoals bepaalde eiwitten. En voilá: de cellen specialiseren zich tot neuroectodermweefsel dat in een embryo het centrale zenuwstelsel vormt.

Vergrootglas

Gebruik vervolgens de ondersteuningsgel om het ectoderm te helpen zich tot een ruimtelijke structuur te ontwikkelen. Laat het geheel nog even draaien in de bioreactor en na ongeveer een maand heeft zich een piepklein breintje gevormd. Je hebt wel een vergrootglas nodig om het resultaat goed te kunnen zien, want groter dan 2 tot 3 millimeter wordt het niet.

Het onderzoeksteam uit Oostenrijk en het Verenigd Koninkrijk gebruikte eiwitten met fluorescerende eigenschappen om zichtbaar te maken welke celtypen zich waar hadden gevormd. Hoe minuscuul ook; het minibreintje was al begonnen met het vormen van afzonderlijke hersengebieden zoals de cortex, iets wat lijkt op een hippocampus en in sommige gevallen ook netvliesweefsel. De cortex vertoonde een eerste onderscheid in lagen en was er een aanzet te zien tot de vorming van de verschillende kwabben.

De hersenorganisatie vertoonde bovendien een aantal typisch menselijke trekjes zoals de relatief sterke ontwikkeling van cortexweefsel. De in vitro hersentjes bleken zelfs te functioneren. Althans, de onderzoekers zagen dat de neuronen door hun uitlopers elektrische stroompjes stuurden waarmee ze communiceren met hun buren.

Hersenontwikkeling

Cognitieve hoogstandjes zijn van zulke primitieve hersenen niet te verwachten. Maar ze zijn wel heel handig voor wetenschappers om meer te leren over de ontwikkeling van het brein. Zo kweekten de onderzoekers ook breintjes uit cellen van mensen met microcefalie, een aandoening waarin de hersenen niet volledig volgroeien. Ze kwamen erachter dat de stamcellen onvoldoende kopieën van zichzelf maken voordat ze zich tot neuronen specialiseren. Bovendien kon een specifiek eiwit worden aangewezen als de boosdoener.

Wil je het kweekbrein verder laten groeien? Dan zou je ook een bloedvatenstelsel moeten toevoegen, maar dat is nog niemand gelukt. Succes!

 

De onderzoeksresultaten werden op 19 september gepubliceerd in Nature.

Auteur: Daan Schetselaar
Tagged:
Eén Reactie
  1. I don’t ordinarily comment but I gotta admit appreciate it for the post
    on this amazing one :D.

  2. trout fishing in america op September 1st, 2018, 11:07  
Laat een reactie achter

Please wait... loading