Ontwikkeling van Langdurige Menselijke Hersenorganoiden in het Laboratorium
Een team van wetenschappers heeft organoïden gekweekt die nu bekend staan als de oudste laboratoriumgekweekte menselijke hersenen ter wereld, waarbij sommige cellen ongeveer zeven jaar zijn gegroeid.
Onderzoekers van Harvard hebben deze organoïden, ter grootte van een peperkorrel, meer dan vijf jaar lang ontwikkeld, waarmee ze het vorige record van 694 dagen ruimschoots hebben overtroffen, zo meldde het tijdschrift Nature afgelopen woensdag.
Volgens Paola Arlotta, de hoofdauteur van het artikel, hebben sommige van deze cellen zich ongeveer zeven jaar ontwikkeld op een wijze die vergelijkbaar is met die van menselijke hersencellen, aldus een rapport van Agence France Presse (AFP).
“De gegevens wijzen erop dat menselijke hersenorganoïden de tijd registreren volgens endogene mijlpalen en gebruikmakend van vergelijkbare epigenetische mechanismen,” stelt de studie.
“Het onderzoek toont aan dat een diversiteit aan cellen in organoïden zich over aanzienlijke tijdperioden kan ontwikkelen en in staat is zowel hun ontwikkelingsleeftijd te registreren als te herinneren,” aldus de onderzoekers.
Organoïden zijn driedimensionale celclusters die de structuur en functie van menselijke organen nabootsen. Ze worden door wetenschappers gebruikt voor het testen van nieuwe medicijnen, het modelleren van ziekten en het bestuderen van menselijke ontwikkeling.
Normaal gesproken sterven deze celclusters binnen twee jaar omdat ze verstoken zijn van zuurstof en er geen bloedvatenstelsel is, aangezien ze buiten het menselijk lichaam worden gekweekt. Daarentegen duurt het bijna 20 jaar voordat de menselijke hersenen volledig zijn ontwikkeld.
Harvard-onderzoekers hebben het gedrag van 34 organoïden op verschillende tijdstippen gemonitord — van zes maanden tot vijf jaar — en merkten op dat er een opvallende gelijkenis was tussen de ontwikkeling van menselijke hersencellen en de kunstmatige cellen.
De wetenschappers gebruikten DNA-methylatieprofilering, een chemisch proces dat plaatsvindt tijdens de ontwikkeling. Hierbij worden tags toegevoegd aan DNA-moleculen, en onderzoekers beschouwen dit als een nuttig hulpmiddel bij het voorspellen van de leeftijd van cellen.
Dit bleek een betrouwbare “leeftijdsklok” te zijn, zei Arlotta, een hoofdonderzoeker van het Harvard Stem Cell Institute.
“De methylatieklok vertelde ons dat deze organoïden in wezen deden wat de endogene hersenen zouden doen,” verklaarde ze.
De wetenschappers combineerden ook cellen van een kunstmatige hersen die een jaar oud was met cellen die slechts twee weken oud waren.
Arlotta merkte op dat de jongere cellen zich normaal gedroegen terwijl de oudere cellen “een hele sprong in ontwikkeling maakten.”
De wetenschapper merkte op dat de cellen neuronen produceerden, wat normaal gesproken ongeveer vier maanden duurt.
Dit proces “vervormde de tijd” voor hersenontwikkeling, wat de wetenschapper omschreef als een “super cool” proces.
De hersenorganoïden zijn inmiddels vernietigd, maar Arlotta suggereert dat de cellen langer hadden kunnen overleven.
“Niemand weet dat echt,” zei ze, verwijzend naar een potentiële levensduur.
Neurowetenschapper Guo-li Ming beschreef de prestatie als een “technologische doorbraak,” volgens NPR.
Wetenschappers in de VS gebruiken organoïden om Alzheimer te bestuderen — de zesde belangrijkste doodsoorzaak in de VS.
Cellen worden gebruikt om te modelleren hoe de ziekte zich kan ontwikkelen, waarbij kenmerken zoals amyloïde-bèta en tau-plaquevorming worden gemonitord, de eiwitten die uiteindelijk hersencellen doden.
Arlotta hoopt dat het recente experiment ook inzicht zal bieden in hoe ziekten zoals schizofrenie zich ontwikkelen.
Vergelijkbare berichten
- Doorbraak in Alzheimeronderzoek: Nanotechnologie Keert Ziekte Om bij Muizen
- Wetenschappers onthullen: Dit geeft oranje katten hun unieke kleur!
- Artsen dichtbij genezing HIV met baanbrekende ontdekking: “Zoiets nog nooit gezien!”
- Doorbraak in vruchtbaarheidsonderzoek: Menselijke eicellen gemaakt uit huidcellen!
- Microplastics verwoesten je lichaam: ‘Het is schokkend’
Eva schrijft gepassioneerd over cultuur, geschiedenis en maatschappelijke thema’s. Ze onderzoekt trends in kunst en erfgoed, met een bijzondere interesse voor Europese invloeden. Haar artikelen combineren diepgang en toegankelijkheid, waardoor cultuur op een boeiende manier wordt gepresenteerd voor een breed, nieuwsgierig lezerspubliek binnen én buiten Nederland.