Onderzoek regulering neurale stamcellen geeft inzicht hersenziekten
Hubrecht-onderzoekers van de Clevers-groep en Van Oudenaarden-groep hebben meer inzicht gebracht in de verdeling en vorming van neurale stamcellen. Deze bevindingen zouden van belang kunnen zijn voor het begrijpen van neurale aandoeningen, zoals Parkinson, Alzheimer of Huntington. De onderzoekers schrijven dat in twee artikelen die onlangs verschenen in Cell Reports en PNAS.
Volwassen stamcellen bevinden zich vaak in gespecialiseerde celstructuren, de zogenaamde niches. Daar groeien ze uit tot andere celtypen, waarna ze migreren naar andere delen van het lichaam en daar cellen vervangen. Neurale stamcellen (NSC’s), die te vinden zijn in neurogene niches, kunnen op die manier uitgroeien tot nieuwe neurale cellen en neuronen in de hersenen vervangen.
Samenstelling van de niche
Een van die niches is de subgranulaire zone, een hersengebied dat rijk is aan NSC’s. Benedetta Artegiani en haar collega’s onderzochten de opbouw van de subgranulaire zone in muizen met behulp van single-cell sequencing, een techniek die berust op het analyseren van genetisch materiaal van individuele cellen. Met behulp van deze techniek konden de onderzoekers uitspraken doen over de genetische informatie van 1400 individuele cellen in de subgranulaire zone. Door de veelheid van soorten neurale stamcellen te illustreren, geven de onderzoekers inzicht in de regulatoire mechanismen achter neurogenese, het ontstaan van nieuwe neuronen. Door dezelfde tests uit te voeren bij oudere dieren, lieten de onderzoekers daarnaast zien hoe het verouderende brein functioneert met leeftijdsgerelateerde problemen met leren, waarnemen en denken.
Regulatie van neurale stamcellen
Onur Basak en zijn collega’s onderzochten een andere regio in de hersenen van de muis, de subependymale zone. Ook deze niche is een bron van volwassen NSC’s, maar net als bij de cellen afkomstig uit de subgranulaire zone is het onduidelijk hoe deze cellen worden gereguleerd. In hun artikel schijnen de onderzoekers licht op die kwestie met een model gebaseerd op single-cell sequencing en knocking-in, het gericht invoegen en vervangen van genetisch materiaal. Dit model laat zien dat zowel actieve als rustende NSC’s worden gekenmerkt door de aanwezigheid van hetzelfde eiwit, Troy. Die vondst stelde de onderzoekers in staat de cellen te volgen, waarna ze konden concluderen dat NSC’s zichzelf kunnen vernieuwen.
Inzicht in mechanismen
Deze twee onderzoeken leren de opbouw begrijpen van hersendelen die belangrijk zijn bij het ontstaan van nieuwe neuronen, en ook de invloed van de niche op het aantal NSC’s. Een deregulering van dit aantal zou een van de oorzaken kunnen zijn van ziekten zoals Parkinson, Alzheimer en Huntington, waarbij de hersenen zijn beschadigd. Inzicht in deze processen kan een ingang zijn voor mogelijke nieuwe behandelmethoden.
Dit artikel verscheen op 16 januari op de website van het Hubrecht Institute.