Kweekorgaantjes worden verkregen uit embryoale of pluripotente stamcellen (afb: Standforduniversiteit)
Het schijnt niet netjes te zijn om hersens van mensen grondig te bestuderen, dus dan gebruiken we maar proefdieren om menselijke hersencellen in werking te bestuderen. Ratten kun je naar believen doden om hun hersens onder de ‘loep’ te leggen. Nu blijkt dat de invoeging van menselijke hersencellen in rattenhersens die beesten tot opwinding kunnen aanzetten. Wat zegt dat over de functie van menselijke hersencellen?
De geïmplanteerde menselijke hersentjes zouden reageren op prikkels die door de snorharen van de beesten binnenkomen. Met andere woorden: menselijke hersencellen lijken in rattenhersens gewoon te communiceren met hun rattencollega’s. De onderzoekers denken dat daarmee is aangetoond dat het doen en laten van menselijke hersencellen en therapieën voor hersenziektes kunnen worden bestudeerd in rattenhersens met mensencellen. Ik heb zo mijn twijfels, maar ik ben toch ook maar een leek op alle terreinen.
Onderzoekers gebruiken nu vaak gekweekt weefsel van menselijke hersencellen om het gemis aan echte mensenhersens te compenseren voor studie, maar die kweekhersentjes zouden zich niet ‘natuurgetrouw’ gedragen. Die weefselkweken bevatten geen bloedvaten, waardoor ze geen eten krijgen en dus niet lang leven. De cellen in die kweken volgroeien ook niet.
In hersens ontstaan verbindingen tussen de cellen door wat die te verstouwen krijgen aan informatie en signalen. Dat gebeurt niet in die petrihersentjes. Een vorige jaar verschenen Amerikaans rapport (pdf-bestand) stelt dat kweekhersentjes ongeschikt zijn iets te betekenen voor serieus onderzoek aan hersenziektes.
Dus besloten Sergio Pasca van de Stanforduniversiteit en collega’s de kweekhersentjes in de hersens van ratten te implanteren in het somatosensorische deel van de hersenschors van de rattenhersens. Daar komen de signalen van de snorharen en andere zintuigen terecht. Die cellen sturen dan weer signalen naar andere hersendelen om op die inkomende signalen te reageren (of niet).
Mensenhersencellen rijpen veel langzamer dan hersencellen van ratten. De implantatie vond plaats bij babyratjes (ratten worden maar zo’n twee jaar oud). De onderzoekers moesten zes maanden wachten om de menselijke cellen te laten integreren met de rattencellen. Na die wachttijd was de ‘inburgering’ zo succesvol dat het leek of je nog een onderdeel op een moederbord had gesoldeerd, zei Pasca op een persconferentie.
De ratten met menselijke hersencellen werd geleerd water te drinken als er een signaal oplichtte. Als de hersens met licht werden beschenen kregen de ratten dorst. Als de snorharen van de ratten werden aangeraakt, vuurden de geïmplanteerde cellen. Dat alles zou betekenen dat de hersencellen van mensen in het systeem waren opgenomen en naar (ratten)behoren fungeerden.
Hersenziektes
Om te kijken of die vermenselijkte hersens van de ratten ook gebruikt kunnen worden voor de bestudering van menselijke hersenziektes kweekten de onderzoekers hersentjes van patiënten met het zogeheten Timothysyndroom, een zeldzame erfelijke aandoening die leidt tot verschillende lichamelijke afwijkingen maar ook kan leiden tot iets wat op autisme lijkt. De kweekhersentjes leken op de eerder gekweekte hersentjes, maar als ze in de rattenhersens werden geïmplanteerd dan werden de cellen niet zo groot als in de eerdere kweken en de cellen vuurden ook niet op dezelfde manier.
Dat zou een aanwijzing zijn dat chimere hersens van ratten een bruikbaar podium vormen voor de bestudering van hersenziektes bij mensen. Eerder in 2018 was al aangetoond dat menselijke hersencellen ook integreerden in hersentjes van muisjes.
Bron: Nature