FOK! wetenschap: Op zoek naar de hersenvernieuwers
De hersenen zijn een erg belangrijk orgaan dat voor de geboorte gevormd wordt. Er worden continu tussen verschillende hersencellen nieuwe verbindingen gelegd, maar er komen slechts weinig nieuwe cellen bij. Weinig is natuurlijk niet helemaal niets. Als er beschadiging aan de hersenen optreedt worden er wel nieuwe hersencellen gemaakt.
Hoe gaat dat maken van nieuwe hersencellen in zijn werk? Hiervoor beschikt ieder mens over stamcellen. De term stamcel is vaak negatief in het nieuws geweest; bijvoorbeeld toen de vroegere president van de verenigde staten George W. Bush het gebruik van embryonale stamcellen grotendeels aan banden legde. In dit stuk gaan we het hebben over stamcellen die echter ook in een volwassen stadium nog in je lichaam zitten en niet over de stamcellen die alleen in het embryo voorkomen.
Stamcellen zijn als het ware de voorloper cellen van heel veel cellen in je lichaam. Deze cellen noemen wij ongedifferentieerd, dat wil zeggen: deze cellen hebben nog geen specifieke taak en kunnen nog verschillende taken op zich nemen. Hier gaan we het hebben over de stamcellen in de hersenen. In de hersenen zitten gebieden waar zich nog groepjes van deze stamcellen bevinden. Deze stamcellen kunnen allerlei verschillende hersencellen worden, dit noemen we pluripotente stamcellen. (De eerder genoemde embryonale stamcellen zijn omnipotent en kunnen vrijwel alle cellen in je lichaam worden en zijn dus meer potent als de hersenstamcellen waar we het nu over hebben. )
Deze hersenstamcellen zijn betrokken bij vernieuwing van de hersenen als er schade optreedt. Wetenschappers weten dit omdat ze hebben gekeken naar wat er met deze cellen gebeurd na hersenschade. Ze hebben stamcellen voorzien van een label (in dit geval een stof die in MRI zichtbaar is) en deze cellen in beschadigde muizenhersenen geplaatst. Vervolgens hebben ze gezien dat deze cellen zich naar de plek van beschadiging bewogen. Dit is natuurlijk niet zoals het in het echt gaat, er komt geen arts naar je toe die je cellen in het brein plant die vervolgens de boel repareren.
Om uit te zoeken hoe het in het echt gaat hebben andere wetenschappers nu een manier ontwikkeld om cellen te bekijken in het levende organisme. Hoe hebben ze dat gedaan? Ze hebben een magnetisch bolletje een zogenaamd 'nanodeeltje'. De bolletjes hebben een gemiddelde grote van zes nanometer (1 milimeter is 1000 micrometer en 1000000 nanometer: klein dus). Aan deze bolletjes is een antilichaam gekoppeld. Een antilichaam is een eiwit dat dieren aanmaken om lichaamsvreemde stoffen te herkennen en op te ruimen. Een antilichaam bindt aan de lichaamsvreemde stof. Deze eigenschap gebruiken wetenschappers erg vaak, door een antilichaam te zuiveren dat een specifieke stof bindt. Het antilichaam dat gekoppeld is aan de bolletjes heet nilo2 en bindt een eiwit aan de buitenkant van de hersenstamcellen.
Met dit gereedschap zijn de wetenschappers aan de gang gegaan. Ze hebben gekeken of het bolletje met het antilichaam (dat ik vanaf nu nilo2-mGNP zal noemen) in hersenen bij de hersenstamcellen gaat zitten. Dit hebben ze gedaan door het in te spuiten in de hersenen van een muis. De hersenen van de muis worden vervolgens geprepareerd en detecteerd met een ander antilichaam dat bindt aan nilo2 en gekoppeld is aan een fluorescente stof. Vervolgens kan dat in een microscoop bekeken worden. Hieruit bleek dat nilo2-mGNP inderdaad aan de hersenstamcellen ging zitten. Een volgende stap was of dit ook kon zonder de hersenen uit de muis te halen. En dit kon omdat het magnetische bolletje ook in een MRI te detecteren is.
De uiteindelijke conclusie die met behulp van dit gereedschap en een muizen met hersentumoren getrokken kon worden is dat de hersenstamcellen snel (binnen een paar uur) en heel geordend naar de tumor toe bewegen. En dat ze daar vervolgens differentiëren naar normale hersencellen. Ook geven de wetenschappers aan dat dit niet alleen gebeurt in dit tumor model maar, ook bij ziekten als epilepsie en andere hersenziekten.
Wat hebben we hier nu aan? Dit is de eerste stap naar het begrijpen van de vernieuwing van de hersenen na schade. Ook kan dit het begin zijn van het antwoord naar vragen zoals "Hoe weten deze cellen waar ze naartoe moeten?" en "Waarom repareren ze dan die hersentumor niet helemaal?". Met dit gereedschap kunnen we kijken of mensen met hersenziekten misschien een afwijking hebben in de migratie van hun stamcellen waardoor ze schade minder kunnen opvangen. Een ander idee dat deze wetenschappers hebben, is dat het niet voorbehouden hoeft te zijn aan hersencellen. Deze techniek kan bijvoorbeeld ook gebruikt worden om migrerende kanker cellen te vinden die uitzaaiingen veroorzaken.
Dit betekent natuurlijk niet dat je nu zomaar al je hersencellen kunt wegdrinken, want zelfs dat kunnen migrerende hersenstamcellen niet aan.
bron: http://www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0044466
