Klein brein uit het lab

Wetenschappers zijn erin geslaagd een klompje primitief hersenweefsel te kweken in het lab. Ze gebruikten daarvoor menselijke stamcellen. Het kweekweefsel dient als nieuw testmateriaal voor hersenonderzoek.

De onderzoekers gebruikten geïnduceerde pluripotente stamcellen. Dat zijn volwassen stamcellen die ‘teruggeprogrammeerd’ worden tot de fase van embryonale stamcellen, waarbij ze nog tot elk soort weefsel kunnen uitgroeien. Die ‘onbeschreven bladen’ werden daarna met specifieke groeifactoren aangezet om hersenweefsel te worden, en in een bioreactor – een zwierder – aangespoord om te groeien.

De onderzoekers plaatsten vervolgens de geoogste cellen op een kleine ‘steiger’, waardoor ze in 3D verder konden groeien. Zo ontstond op den duur een klompje zenuwcellen, van een paar millimeter groot, vergelijkbaar met het brein van een foetus van negen weken oud. De zenuwcellen vormden een gelaagde structuur met verschillende regio’s en waren actief, zeggen de onderzoekers.

De onderzoekers onder leiding van prof. Jürgen Knoblich van het Institute of Molecular Biotechnology in Oostenrijk, benadrukken dat de droom van een ‘brein op een schaaltje’ nog veraf is, en dat het niet hun bedoeling is wisselstukken te ontwikkelen voor het brein. In-vitrohersenweefsel zal vooral hersenonderzoek vooruithelpen, zeggen ze. ‘De complexiteit van het menselijk brein maakt het lastig om hersenstoornissen in modelorganismen te bestuderen’. Het brein van muizen, de meest gebruikte modeldieren vandaag, lijken sterk op dat van de mens, maar er zijn ook grote verschillen. Dat maakt onderzoeksresultaten gebaseerd op het muizenbrein niet altijd representatief voor het menselijk brein.  

Zo’n primitief brein – een organoïde, zoals ze het noemen – bootst ook de vroegste fasen na in de ontwikkeling van de cortex. Daarom zijn ze geschikt voor onderzoek naar defecten bij hersenontwikkeling, zeggen de onderzoekers. Het team kweekte al een organoïde uit huidstamcellen van een microcefalie-patiënt – van wie de hersenen door een afwijking te klein zijn – en ontdekten dat een specifieke genmutatie de groei van hersenstamcellen vroeger dan normaal deed stoppen.

Het onderzoek staat beschreven in Nature deze week. (rvb)