Wetenschappers hebben in labo cellen gemaakt die het brein helpen in balans te blijven

Een laboratoriumonderzoek zou in de toekomst hoop kunnen bieden bij tal van neuropsychiatrische aandoeningen: een groep wetenschappers onder leiding van de Universiteit van Lund (Zweden) is erin geslaagd ondersteunende hersencellen, zogeheten gliacellen, te “herprogrammeren” tot andere cellen, parvalbumine-positieve genoemd, die cruciaal zijn om rust te bewaren en de hersenactiviteit in evenwicht te houden.

Wat zijn parvalbumine-positieve cellen en waarom zijn ze belangrijk?

Parvalbumine-positieve cellen werken als een soort snel remsysteem van de hersenen en zijn in belangrijke mate betrokken bij schizofrenie, epilepsie en andere neurologische aandoeningen.

Deze structuren spelen namelijk een centrale rol bij het in evenwicht houden van de hersenactiviteit: ze sturen de signaaloverdracht van zenuwcellen aan, temperen overactiviteit en zorgen ervoor dat de hersenen in het juiste ritme functioneren. Onderzoekers beschrijven ze soms als de cellen die “ervoor zorgen dat de hersenen goed klinken”.

Wanneer ze niet goed functioneren of in aantal afnemen, raakt het evenwicht in de hersenen verstoord. Eerdere studies suggereren dat beschadigde parvalbumine-positieve cellen kunnen bijdragen aan neuropsychiatrische stoornissen. Om slechts één voorbeeld te noemen: een studie die in mei 2024 werd gepubliceerd in European Neuropsychopharmacology liet zien dat een tekort aan deze cellen bij veel gevallen van schizofrenie wordt waargenomen.

Wat de onderzoekers precies hebben gedaan

De wetenschappers zijn er nu feitelijk in geslaagd de identiteit van bepaalde cellen te veranderen door ze in andere om te zetten. Concreet ontwikkelden ze een methode om gliacellen, de ondersteunende cellen van de hersenen, direct te herprogrammeren tot parvalbumine-positieve cellen, zonder dat daarbij eerst een tussenstap via stamcellen nodig is.

Het werk is bijzonder vernieuwend, omdat parvalbuminecellen zich pas vormen in een laat stadium van de foetale hersenontwikkeling. Dat heeft het tot nu toe zeer ingewikkeld gemaakt om ze in het laboratorium te produceren, bijvoorbeeld uitgaande van stamcellen.

“In onze studie zijn we er voor het eerst in geslaagd menselijke gliacellen te herprogrammeren tot parvalbumine-neuronen die sterk lijken op de neuronen die van nature in de hersenen voorkomen”, legt Daniella Rylander Ottosson uit, die het onderzoek leidde. “We zijn er bovendien in geslaagd verschillende sleutelgenen te identificeren die een cruciale rol lijken te spelen in deze transformatie.”

In dit onderzoek hebben de wetenschappers stamcellen dus omzeild: ze ontwikkelden een ‘directe’ methode.

“De doorbraak ligt in het aansturen van gliacellen zodat ze zich in een veel sneller proces ontwikkelen tot neuronen”, vervolgt de onderzoekster. “Door de juiste genen te activeren, dwingen we gliacellen om zich te veranderen in parvalbuminecellen, zonder dat we daarvoor stamcellen hoeven te gebruiken. We hopen dat we de methode verder kunnen verbeteren met behulp van de nieuwe genen die we hebben geïdentificeerd.”

De mogelijke toepassingen van het nieuwe onderzoek

Op de korte termijn biedt dit onderzoekers een nieuwe manier om deze cellen (uit patiënten) in het laboratorium te produceren, om zo de ziektemechanismen achter schizofrenie en epilepsie beter te bestuderen. Dit vormt een eerste, zeer belangrijke stap richting langetermijndoelen.

De resultaten zouden namelijk kunnen bijdragen aan de ontwikkeling van therapieën die verloren gegane of beschadigde hersencellen rechtstreeks in het brein kunnen vervangen.

Het onderzoek is gepubliceerd in Science Advances.

(JO/©Universiteit van Lund / Science Advances via GreenMe.It/vertaling en adaptatie: The Global Nature/Illustratie: Unsplash)