In het laboratorium gekweekte mini-hersenen ontwikkelen rudimentaire ogen: stamcelonderzoek
Jaar na jaar boekt het stamcelonderzoek grote vooruitgang. De verrassende ontdekkingen van wetenschappers openen niet alleen deuren naar de toekomst, maar dagen ook onze overtuigingen uit. Een voorbeeld van deze vooruitgang zijn de in het laboratorium ontwikkelde mini-hersenen die op hun beurt structuren hebben gegenereerd die op ogen lijken. Maar hoe is dit mogelijk? Laten we samen kijken wat er achter deze resultaten zit en wat de toekomst van het onderzoek is.
Uit stamcellen werden in het laboratorium mini-hersenen ontwikkeld
Freepik
Uit het onderzoek gepubliceerd in Cell Stem Cell wordt meteen duidelijk dat de ontwikkeling van mini-hersenen in het laboratorium zeker niets nieuws is. Technisch gezien zijn dit niet eens hersenen in de strikte zin van het woord, maar eerder kleine driedimensionale structuren die zijn gegroeid dankzij geïnduceerde pluripotente stamcellen. De cellen zijn afkomstig van volwassen mensen, worden door middel van reverse engineering in de stamcelstatus hersteld en groeien vervolgens uit tot klontjes hersenweefsel.
Dit betekent dat we over mini-hersenen kunnen praten. Maar er is niets dat lijkt op gedachten, emoties of bewustzijn. Deze structuren zijn in principe uitstekende onderwerpen voor tests die onmogelijk op echte hersenen kunnen worden uitgevoerd. Om zowel ethische als praktische redenen is het daarom beter om te werken aan kleine stukjes hersenmaterie die we ook wel mini-hersenen kunnen noemen. En deze keer heeft het team van onderzoekers onder leiding van Dr. Gopalakrishnan zich op de ontwikkeling van de ogen geconcentreerd.
De mini-hersenen beginnen bijzondere ogen te ontwikkelen
Gabriel et at./Cell Stem Cell
Op zichzelf is de ontwikkeling van de ogen een ingewikkeld proces en brengt fundamentele implicaties met zich mee voor het begrijpen van netvliesaandoeningen. De onderzoekers die de studie naar mini-hersenen uitvoerden, bereidden het hersenweefsel zo voor dat de omstandigheden voor de ontwikkeling van ogen werden bevorderd. En de resultaten waren verrassend: de mini-hersenen konden in slechts 30 dagen optische cups ontwikkelen, waarbij de structuren na 50 dagen duidelijk zichtbaar waren.
Het team ontdekte dat deze optische cups verschillende soorten netvliescellen bevatten, een veelbelovende eerste stap, maar ze organiseerden zichzelf ook in lichtgevoelige neurale netwerken. Kortom, de nieuwe structuren kunnen niet worden gedefinieerd als “ogen” in de strikte zin van het woord, net zoals de hersenmaterie waaruit ze zijn voortgekomen niet kan worden gedefinieerd als “hersenen”. Toch ontwikkelden de cellen zich correct en vertoonden ze een consistente ontwikkeling van de connectiviteit van het netvlies met gebieden van hersenweefsel. Volgens onderzoekers heeft 73% van de mini-hersenen optische cups ontwikkeld, wat de weg vrijmaakt voor een nieuwe onderzoekslijn en buitengewoon medisch potentieel.
Wat is de toekomst van onderzoek naar ogen ontwikkeld uit mini-hersenen?
Gabriel et at./Cell Stem Cell
Uit het onderzoek bleek dus dat de in het laboratorium gekweekte mini-hersenen onder specifieke omstandigheden spontaan rudimentaire oogstructuren ontwikkelden. Het bestuderen van deze structuren zou kunnen bijdragen aan de kennis van de interacties tussen de hersenen en het oog tijdens de embryonale ontwikkeling. Het zal dus ook mogelijk zijn om aangeboren netvliesaandoeningen te modelleren en specifieke cellen te creëren, om gepersonaliseerde farmacologische tests en implantaattherapieën mogelijk te maken.
Kortom, het bestuderen van deze rudimentaire structuren is geen doel op zich, zoals je zou denken als je generiek over stamcelonderzoek spreekt. Integendeel, de onderzoekers zijn erin geslaagd een uiterst complexe ontwikkeling op kleine schaal te analyseren en de eerste stap te zetten van een meer algemene studie. In de toekomst zullen gericht onderzoek en concrete resultaten nodig zijn, in de hoop te komen tot nieuwe therapeutische perspectieven en nieuwe oplossingen voor bekende problemen.
