Onze hersens (maar ook die van dieren) blijven ons verwonderen. Dat komt voor een belangrijk deel omdat we er erg weinig van weten. Ons brein, bijvoorbeeld, bestaat uit verschillende celtypen, maar hoe die zich ontwikkelen uit (uiteindelijk) embryonale stamcellen is niet bekend.  Nu denken onderzoekers te weten hoe de hersenschors zich bij muisjes ontwikkelt.
De hersenschors is het belangrijkste deel van ons brein. Daarin bevinden zich enkele tientallen verschillende celtypen. Onderzoekers hebben nu uitgevist hoe die, uitgaande van stam- via voorlopercellen, allemaal hun plaats vinden, bij muisjes althans.
Hoe lukt het, bijvoorbeeld, die voorlopercellen (nog niet uitgerijpte cellen) op het juiste moment op de juiste plaats terecht te komen? Welke factoren bepalen welke celtypen wanneer gemaakt worden? Dat proces hebben Ludovic Telley van de universiteit van Genève en zijn collega’s bij muisjes nu heel nauwkeurig gevolgd met een techniek die wordt aangeduid met FlashTag. Daarbij bepaalden de onderzoekers ook welke genen van de diverse cellen wanneer actief zijn in dat ontwikkelingsproces.
De hersenstamcellen doorlopen diverse stadia. In elk stadium wordt een andere genetisch programma ‘gedraaid’. De veranderde genexpressie heeft ook gevolgen voor de dochtercellen die er uit ontstaan en daarmee op het celtype dat uiteindelijk ontstaat.
Het blijkt dat de voorlopercellen gaandeweg steeds gevoeliger worden voor hun omgeving. Dat betekent dat de genexpressie ook door externe factoren wordt bepaald. Ook van neurogenese bij volwassen is bekend dat die beïnvloed wordt door de omgeving van de cel in rijping.

PRC2

Het blijkt dat voor het in en uitschakelen van genen op het juiste tijdstip het eiwitcomplex PRC2 van groot belang is. Dat eiwitcomplex wordt in de vroegste ontwikkelingsstadia volop aangemaakt, in latere niet meer. Om te kijken wat dat betekent onderdrukten de onderzoekers de aanmaak ervan in voorlopercellen. Het gevolg was dat de stamcellen niet de normale ontwikkeling volgden. Ze rijpten veel sneller met als gevolg dat de verkeerde cellen op het verkeerde tijdstip werden gemaakt.
Wat nog vervelender was, was dat daardoor aanzienlijk minder hersencellen werden aangemaakt. Muisjes bij wie de aanmaak van dat eiwitcomplex werd geremd hadden niet alleen een hersenschors met een verkeerde samenstelling, maar die was ook duidelijk kleiner. “Daaruit blijkt hoe gevoelig dat ontwikkelingsproces is”, zegt medeonderzoekster Nicole Amberg. “We hebben nu een duidelijker beeld hoe hersenstamcellen tijdens de ontwikkeling het juiste type en aantal neuronen vormen.

In de toekomst hopen de onderzoekers meer klaarheid te kunnen verschaffen over de fouten die de hersenontwikkeling kunnen verstoren en tot welke afwijkingen die kunnen leiden. Is dat, bijvoorbeeld, de oorzaak van schizofrenie of autisme? Bovendien kunnen met deze kennis ‘recepten’ ontwikkeld worden om bepaalde typen hersencellen aan te maken, denken de onderzoekers.

Bron: bdw