Onderzoekers ontwikkelden een ‘miniatuurbrein’ dat spieren kan laten samentrekken. De ontdekking zou bij kunnen dragen aan onderzoek naar zenuw-spierziekten zoals ALS.

Met 1500 Nederlandse patiënten is het een vrij zeldzame, maar zeer ernstige aandoening; ALS. Bij deze ziekte, die wordt gekenmerkt door het afsterven van bepaalde zenuwcellen, bereiken hersenensignalen de spieren steeds minder goed. Hierdoor vallen de spieren één voor één uit, met de dood tot gevolg.

Er is weinig bekend over dit soort complexe zenuw-spierziekten en genezing is nog niet mogelijk. Wellicht dat onderzoekers aan de Cambridge-universiteit met een sprankje hoop komen. Het team ontwikkelde een ‘miniatuurbrein’ dat zich aan ruggenmerg- en spierweefsel koppelde. Door dit modelnetwerk te bestuderen, hopen de onderzoekers de complexe werkingen van ons brein – en wat er mis kan gaan – beter te begrijpen.

Lees ook: 

• ‘Mini-brein’ onthult effecten hallucinerende middelen
• Nieuwe techniek helpt breinmysteries verder te ontrafelen

Mini-brein

Een van de manieren waarop men de werking van ons complexe brein probeert te begrijpen, is door naar zogenaamde cerebrale organoïden te kijken. Dit zijn sterk versimpelde versies van onze grijze massa. Toch dienen deze in het laboratorium gegroeide ‘mini-breintjes’ goed als model. Het nieuwe onderzoek, dat in vakblad Nature Neuroscience werd gepubliceerd, beschrijft zo’n mini-brein – volgens het team de meest lijkende tot nu toe.

Slechts zo groot als een linze is het grijze modelbreintje, maar dat zou de organoïde niet minder indrukwekkend maken. Met een nieuwe methode wist het team het mini-brein vanuit menselijke stamcellen namelijk verder ontwikkeld te maken dan ooit; wat betreft de variatie aan zenuwcellen en hun organisatie vergelijkbaar met een foetusbrein van 12 tot 16 weken.

Met een paar miljoen zenuwcellen zit het mini-brein wat betreft volume grijze massa ergens tussen de hersentjes van een kakkerlak en een zebravis. © MRC Laboratory of Molecular Biology

Muizenmerg

In een poging nog dichterbij the real deal te komen, voegden de onderzoekers piepkleine beetjes ruggenmerg en spierweefsel aan het miniatuurbrein toe. Als reactie begonnen de hersentjes signalen uit te zenden en verbindingen te maken met het weefsel – dat de onderzoekers uit een muizenfoetus haalden. De nu gekoppelde spieren leken onder invloed van de elektrische signalen vanuit het miniatuurbrein samen te trekken.

De onderzoekers streven ernaar met het modelbreintje meer te leren over hoe de menselijk hersenen en het zenuwstelsel zich ontwikkelen, en wat er allemaal fout kan gaan. Op die manier hoopt het team te achterhalen wat en waarom het mis loopt bij zenuw-spierziektes zoals ALS, maar ook bij epilepsie en zelfs schizofrenie.

Bronnen: Nature Neuroscience, The Guardian

Beeld: MRC Laboratory of Molecular Biology

Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!