Huidcellen omzetten in hersencellen: een doorbraak in de ziekte van Huntington-onderzoek?
Wetenschappers kunnen nu menselijke huidcellen veranderen in werkende neuronen, zoals degene die het meest aangetast zijn bij HD.
Wetenschappers kunnen nu menselijke huidcellen herprogrammeren om werkende cellen te maken die lijken op ‘medium spiny neuronen’, het type hersencel dat vroeg het meest aangetast wordt bij de ziekte van Huntington. We zijn nog ver verwijderd van het kunnen vervangen van de hersencellen die verloren gaan bij HD, maar dit onderzoek is een belangrijke stap op dat pad, en is een geweldig hulpmiddel om HD te bestuderen.
Medium spiny wat?
Het medium spiny neuron is een type hersencel dat vroeg aangetast wordt bij de ziekte van Huntington. Ze vormen ongeveer 96% van het striatum, een deel van de hersenen dat belangrijk is voor de controle van beweging. Dit hele gebied wordt vroeg aangetast tijdens het verloop van HD. Het vervangen van de cellen die verloren gaan tijdens HD is een doel voor veel onderzoekers.
Dus, hoe maak je nieuwe neuronen?
In 2006 vonden Japanse onderzoekers een manier om de ‘instructies’ die een cel volgt te veranderen, zodat het van celtype verandert. Hiervoor werd gedacht dat zodra een cel zich heeft gecommitteerd om een neuron, lever- of huidcel te zijn, die beslissing niet meer veranderd kan worden. Maar in 2006 werd het mogelijk om volwassen huidcellen om te zetten in stamcellen, die vervolgens overgehaald kunnen worden om elk celtype te worden.
Later omzeilde een groep van Stanford University de stamcelstap, en zette huidcellen direct om in neuronen. Dat is geweldig, maar er zijn veel verschillende soorten neuronen, en onderzoekers van de ziekte van Huntington zouden graag medium spiny neuronen kunnen maken.
Nu heeft een team wetenschappers, geleid door Andrew Yoo van Washington University School of Medicine in St Louis, precies dat gedaan, door menselijke huidcellen te herprogrammeren. Dit werk werd onlangs gepubliceerd in het toepasselijk genaamde tijdschrift Neuron.
De gebruikelijke benadering voor dit soort herprogrammering is om de cellen te begieten met een soep van chemicaliën genaamd transcriptiefactoren. Deze vertellen cellen welke genen aan en uit te zetten, en overtuigen ze uiteindelijk om in een ander celtype te veranderen.
Yoo’s ‘geheime ingrediënt’ was om twee micromoleculen van RNA, een chemische neef van DNA, toe te voegen, samen met de transcriptiefactoren.
“Deze nieuwe manier om medium spiny neuronen te kweken van HD-patiënten zal ons helpen begrijpen waarom deze neuronen zo kwetsbaar zijn bij HD. Ze kunnen ook gebruikt worden om nieuwe medicijnen te testen.”
Het lijkt erop dat het micro RNA in staat was om strak verpakte stukjes DNA te openen, waardoor de transcriptiefactoren delen van de genetische code konden bereiken die een huidcel normaal gesproken niet zou hoeven te gebruiken. Het micro RNA werkte als een krik, waardoor toegang werd verleend tot het gebied dat aandacht nodig had.
Dat was genoeg om de cellen eruit te laten zien en zich te laten gedragen als medium spiny neuronen. Ze transplanteren ze vervolgens in muizenhersenen en zes maanden later gedroegen deze geherprogrammeerde neuronen zich vergelijkbaar met normale medium spiny neuronen. Ze waren zelfs begonnen uit te reiken en te groeien naar andere gebieden in het bewegingscontrolecentrum van de hersenen.
Is dit een behandeling voor HD?
Hoe opwindend het ook klinkt, tot nu toe heeft dit onderzoek nog niet eens begonnen om direct naar het probleem van de ziekte van Huntington te kijken. De muizen die de geherprogrammeerde cellen ontvingen waren gewoon normale gezonde muizen, geen HD-modelmuizen.
Dus moeten de onderzoekers vervolgens controleren of deze geherprogrammeerde neuronen net zo goed zullen presteren in HD-muizen, en of ze enig effect zullen hebben op symptomen bij die dieren. Daarnaast zal het nog een verdere reuzenstap vergen om deze methoden toe te passen op menselijke HD-patiënten.
Het transplanteren van nieuwe cellen om die te vervangen die verloren gaan bij een ziekte staat bekend als celvervangingstherapie. Het coole van het kunnen gebruiken van de eigen gemodificeerde cellen van een patiënt voor therapie, is dat het immuunsysteem van het lichaam de cellen niet zal afstoten na de transplantatie, zoals het zou doen bij cellen van een ander persoon.
Echter, omdat de mutatie die HD veroorzaakt in elke cel van ons lichaam wordt gevonden, inclusief onze huidcellen, zullen alle medium spiny neuronen gemaakt van de huid van een patiënt ook de mutatie dragen. Wat we echt willen is een bron van gezonde cellen die niet kwetsbaar zijn voor de schadelijke effecten van de HD-mutatie.
Dus voordat deze technieken zouden kunnen leiden tot een celvervangingstherapie, moeten we eerst uitzoeken hoe we de HD-mutatie eruit kunnen verwijderen. Nieuwe technologieën met namen zoals
Ten slotte, hoe belangrijk medium spiny neuronen ook zijn, ze zijn niet de enige hersencel betrokken bij de ziekte van Huntington. Idealiter zouden we alle verloren of slecht functionerende celtypes willen vervangen – elk met zijn eigen recept en gedetailleerde studie, gevolgd door nog meer onderzoek om de verschillende cellen samen te laten werken.
Hoe zit het met nu?
De weg naar behandelingen hier is lang, maar onderzoek is al aan de gang met meerdere teams die werken aan deze belangrijke gebieden.
Meer goed nieuws is dat dit werk van Andrew Yoo’s team direct bruikbaar zal zijn voor onderzoekers van de ziekte van Huntington. Deze nieuwe manier om medium spiny neuronen te kweken van HD-patiënten zal ons helpen begrijpen waarom deze neuronen zo kwetsbaar zijn bij HD. Ze kunnen ook meteen gebruikt worden om nieuwe medicijnen voor HD te testen, om ons te helpen de beste medicijnen te ontwikkelen om te testen bij mensen.
Meer informatie
Bronnen & Referenties
Voor meer informatie over ons openbaarmakingsbeleid, zie onze FAQ…
