Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Word dan lid van KIJK!
Ratten met een beschadigde visuele cortex kunnen mogelijk weer lichtflitsen waarnemen dankzij de transplantatie van in het lab gegroeid menselijk hersenweefsel.
Organoïden, of mini-organen, vormen al heel wat jaren een grote belofte voor de geneeskunde. Het idee is dat klompjes weefsel, gekweekt uit stamcellen, kunnen worden getransplanteerd in mensen die een beschadiging hebben opgelopen in hun organen. Een team van de University of Pennsylvania (VS) denkt nu een grote stap te hebben gezet richting het waarmaken van die belofte. Het heeft menselijke breinorganoïden gemaakt die in rattenhersenen reageren op lichtflitsen. De publicatie verscheen in Cell Stem Cell.
Lees ook:
- ‘Mini-brein’ stuurt spieren aan
- Chimpansee ‘mini-brein’ geeft aanwijzingen voor menselijke evolutie
- Filmpje: gekweekte hersencellen gamen erop los
Springend virus
Han-Chiao Isaac Chen en zijn collega’s kweekten eerst in tachtig dagen tijd hersencellen uit menselijke stamcellen. Dat hersenweefsel transplanteerden ze vervolgens in de visuele cortex van ratten die daar waren verwond. Het kostte de menselijke organoïde slechts drie maanden om te integreren in het rattenbrein.
Dat integratieproces verliep volgens de onderzoekers verrassend goed. Zo ontstonden er al gauw bloedvaten in het nieuwe weefsel, groeide het klompje hersencellen vlot en begonnen individuele cellen verbindingen te maken met de rest van het rattenbrein.
Lichtflitsen
Maar hoe ver reikten die nieuwe verbindingen precies? Om die vraag te kunnen beantwoorden, injecteerde het team fluorescent gelabelde (onschadelijke) virussen in de ogen van de ratten. Die virussen ‘sprongen’ vervolgens van zenuwcel naar zenuwcel. De route werd dankzij de fluorescentie zichtbaar onder de microscoop. Wat bleek? De verbindingen liepen helemaal vanaf de ogen tot aan de organoïde.
En dan de proef op de som. Was het nieuwe klompje hersencellen daadwerkelijk in staat tot het reageren op visuele prikkels? Chen en zijn team zetten kleine elektroden op de individuele cellen van het minibrein om de activiteit te meten. Vervolgens stelden ze de ratten bloot aan lichtflitsen van verschillende sterktes en lichtpatronen. Niet alleen bleken veel van de nieuwe hersencellen signalen af te vuren, maar de mate waarin ze dat deden verschilde per soort licht. Dat wil zeggen: de cellen in de organoïde hadden hun taken verdeeld.
Te hard van stapel?
“Organoïden hebben potentie voor regeneratieve behandelingen van ziektes”, vertelt Luc van der Laan, hoogleraar lever-regeneratieve geneeskunde van het Erasmus MC. “Maar tot nu toe is gebleken dat het integreren van de weefsels met zieke organen nog best een uitdaging is. Bij deze studie is het nu wel gelukt bij ratten met een visueel defect. Ook verwerkt de organoïde daadwerkelijk optische signalen van de ogen.”
Maar laten we niet te hard van stapel lopen, geeft hij verder aan. “Of de ratten ook echt weer duidelijk kunnen zien, wordt niet gezegd.” Dat is iets wat Chen en collega’s nu verder willen gaan onderzoeken.
Bronnen: Cell Stem Cell, Cell Press via EurekAlert!
Beeld: Microscopische foto van de hersenen van een rat, met in groen de getransplanteerde menselijke breinorganoïde. (Foto door Gamadze et al. CC BY-SA)