Stamcel vormt spontaan alle typen neuronen

Neuronen die uit stamcellen groeiden, maakten contact met andere zenuwcellen na plaatsing in muizenhersenen. illustratie nature Nature

Uit embryonale stamcellen van muizen kunnen ten minste twintig typen hersenschorsneuronen ontstaan. Neurofysiologen van de Universiteit Brussel hebben aangetoond dat de gekweekte zenuwcellen in de hersenschors van een pas geboren muis normaal uitgroeien (Nature, on line 17 augustus).

De hersenschors (cerebrale cortex) is het meest complexe deel van de hersenen en is verantwoordelijk voor informatieverwerking. Het hersengedeelte bestaat uit verschillende lagen die samen enkele tientallen subpopulaties van zenuwcellen bevatten. Ze hebben allemaal een andere functie, bijvoorbeeld het verwerken van geluiden, of het uitzenden van een signaal dat de arm moet worden gestrekt. In embryo’s was al aangetoond dat die verschillende hersenschorscellen zich opeenvolgend in de tijd vormen. De Belgische onderzoekers hebben dit proces in een kweekbakje nagebootst en toonden daarbij aan dat de benodigde signaalstoffen voor de vorming van de hersenschors spontaan uit de hersenschorscellen zelf komen.

De onderzoekers gebruikten embryonale muizencellen die nog konden uitgroeien tot bijna alle celtypen. Omdat zulke zogeheten ‘pluripotente’ embryocellen zonder toevoeging van signaalstoffen altijd uitgroeien tot zenuwcellen – dit was een paar jaar geleden al aangetoond – voegden de onderzoekers alleen insuline toe, om de cellen beter te laten groeien. Ze voegden slechts één andere stof toe, namelijk cyclopamine. Deze stof voorkwam dat de hersencellen zich differentieerden tot andere (zenuw)cellen dan die tot de hersenschors behoren. Die rem ontstaat doordat cyclopamine ervoor zorgt dat de (zich normaal spontaan vormende) signaalstof sonic hedgehog (SHH) niet ontstaat.

Als vanzelf ontstonden er zo ten minste twintig typen hersenschorscellen. Hieronder waren informatieverwerkende zenuwcellen die alleen verbindingen leggen met andere cellen in de hersenschors, en ook signalen-uitzendende zenuwcellen die verbindingen leggen door de hele hersenen. De volgorde van differentiatie in het kweekbakje (na zes dagen werd het eerste type zenuwcel gedetecteerd, na zeven dagen het tweede, enzovoort), kwam overeen met die in levende muizenembryo’s.

Wanneer de zenuwcellen in net geboren muizen werden getransplanteerd gingen ze normale verbindingen aan. Uit de plaatsen waar de uitlopers naar toe groeiden, leidden de onderzoekers af dat ze zenuwcellen hadden gekweekt die zijn betrokken bij verwerking van visuele informatie en de emotie. De Belgen willen nu onderzoeken of hun kweken ook hersenbeschadigingen kunnen herstellen. Marianne Heselmans

    • Marianne Heselmans