Onderzoekers van het UMC Utrecht hebben een in het laboratorium gekweekt stukje menselijk hersenweefsel meer dan vijf jaar in leven gehouden. Dat is een record.
Nog opvallender is wat er in die vijf jaar gebeurde, want het weefsel bleef zich ontwikkelen. Het bleef dus niet alleen bestaan, het groeide door.
Zo’n minibrein heet een hersenorganoïde. Het is een klompje hersencellen van enkele millimeters, zonder zintuigen, zonder bloedsomloop en zonder bewustzijn. Van een denkend brein is dus geen sprake.
Wel opent het de deur naar iets wat tot nu toe onmogelijk was, namelijk de menselijke hersenontwikkeling jarenlang stap voor stap volgen in een schaaltje.
Waarom het jarenlang niet lukte
Het probleem zat niet in het maken van de organoïden, maar in het gezond houden ervan. In een standaard kweekvloeistof overleefden de modellen niet langer dan een paar maanden.
De oorzaak bleek te liggen bij de onderlinge communicatie tussen zenuwcellen. Tijdens de ontwikkeling van het menselijk brein geven zenuwcellen spontaan signalen aan elkaar door, en een gewone kweekvloeistof stimuleert dat onvoldoende, aldus universitair docent Noelia Antón-Bolaños.
Door de samenstelling van de vloeistof aan te passen bleven de zenuwcellen actief en leefden ze veel langer. Daarnaast verzorgden vaste onderzoekers de organoïden jarenlang in een geïsoleerde kweekomgeving.
Tekst gaat verder onder de afbeelding.
Het bewijs zit in het DNA
Levend blijven is één ding, doorontwikkelen is iets anders. De verschillende typen hersencellen verschenen in dezelfde volgorde als tijdens de echte menselijke hersenontwikkeling, en ze maakten steeds complexere verbindingen met elkaar.
Ook het genetische script klopte. Genen gingen op de juiste momenten aan en weer uit.
Het sterkste signaal vonden de onderzoekers in kleine chemische veranderingen in het DNA. Die stapelen zich in het menselijk brein volgens een vast patroon op, en precies datzelfde patroon zagen ze terug in de organoïden. Na ongeveer een jaar doken zelfs kenmerken op die bij mensen normaal pas na de geboorte ontstaan.
Wat onderzoekers hiermee willen
Het menselijk brein ontwikkelt zich door tot ongeveer het twintigste levensjaar, en onderzoekers willen begrijpen hoe dat precies verloopt en waarom het soms misgaat.
Tot nu toe leunde dat onderzoek op donorweefsel en dierstudies. Daarmee kun je de ontwikkeling van een menselijk brein niet jarenlang stap voor stap volgen, met organoïden mogelijk wel. Op termijn kunnen ze ook dienen om medicijnen te testen bij hersenaandoeningen.
De organoïden leven ondertussen gewoon door in het laboratorium. Als volgende stap willen de onderzoekers uitzoeken of prikkels uit de omgeving, zoals licht en geluid, die ontwikkeling nog verder vooruit helpen.
