Stamcellen in het volwassen brein – kan het brein zichzelf in de toekomst repareren?

Prof.dr. Elly Hol
Hoofd onderzoeksgroep Astrocyt biologie & neurodegeneratie
Nederlands Instituut voor Neurowetenschappen

Beeld: Femke van Heerikhuizen

Stamcellen in het volwassen brein – kan het brein zichzelf in de toekomst repareren?

1. Wat is de belangrijkste wetenschappelijke ontwikkeling in uw vakgebied?

Veel lichaamsweefsels, zoals de huid, kunnen zichzelf herstellen. Er is een constante aanwas van jonge cellen, die het aangedane weefsel kunnen vervangen. De hersenen daarentegen zijn zeer kwetsbaar en schade, die ontstaat door een hersenbloeding of door een degeneratieve ziekte, zoals Parkinson of Alzheimer, leidt eigenlijk altijd tot permanent functieverlies. Er is heel erg lang gedacht, dat in het volwassen brein geen nieuwe zenuwcellen geboren kunnen worden, maar dit blijkt niet waar te zijn. Sinds het begin van de jaren 90 is vast komen te staan dat er in het volwassen brein van proefdieren wel nieuwe zenuwcellen kunnen ontstaan, dit proces wordt neurogenese genoemd. De zenuwcellen ontstaan uit stamcellen, die aanwezig zijn in twee hersengebieden: de hippocampus en de subventriculaire zone (een gebied langs de hersenholtes). De hippocampus speelt een belangrijke rol in ons geheugen, en er zijn aanwijzingen dat de stamcellen in dit gebied hieraan bijdragen doordat ze zorgen voor een constante aanwas van nieuwe zenuwcellen. De stamcellen in de subventriculaire zone ontwikkelen zich tot jonge neuronen, die gezamenlijk in een stroom, eerst een afstand afleggen van enkele centimeters naar het gedeelte in onze hersenen waar de eerste reukinformatie wordt verwerkt. Daar groeien ze uit tot volwassen zenuwcellen; over de functie hiervan wordt nog gespeculeerd.

Een doorbraak kwam in 1998 toen Peter Eriksson het bewijs leverde, dat er ook in de mens nog neurogenese plaats vindt in het volwassen brein. De jonge neuronen ontstaan in dezelfde hersengebieden als eerder aangetoond bij proefdieren. Het is nog lang onduidelijk geweest of de jonge humane neuronen, die ontstaan in de subventriculaire zone, ook massaal migreren naar het reukgebied. In 2004 bevestigde de groep van Alvarez-Buylla dat er rondom de hersenholtes neurale stamcellen aanwezig zijn, maar deze groep kon geen aanwijzingen vinden voor een omvangrijke migratie van de nieuwgeboren zenuwcellen naar het reukgebied. Een paar jaar later toonde Curtis aan dat er wel een migratie is van deze cellen. De huidige consensus is dat de stamcellen nog steeds kunnen migreren, maar dat het in het volwassen brein geen grote stroom van cellen is.

Mijn onderzoeksgroep heeft de laatste jaren technieken ontwikkeld om stamcellen te isoleren en te kweken uit post-mortem hersenmateriaal van mensen met verschillende neurologische aandoeningen, die hun hersenen gedoneerd hebben voor onderzoek aan de Nederlands Hersenbank. We hebben recent kunnen aantonen dat ook in de subventriculaire zone in de hersenen van ouderen en van Parkinson patiënten stamcellen aanwezig zijn. In Parkinson patiënten sterven de dopaminerge zenuwcellen af, die het striatum voorzien van dopamine. Hierdoor ontstaan de karakteristieke bewegingsproblemen van de ziekte. Aangezien de stamcellen in de subventriculaire zone naast het striatum liggen, zoeken wij nu naar een methode om deze stamcellen om te vormen tot nieuwe dopamine producerende zenuwcellen.

2. Op welke wetenschappelijke doorbraak hoopt u?

Ik hoop dat we in de nabije toekomst er achter komen hoe we de lichaamseigen neurale stamcellen kunnen stimuleren, en dat we deze cellen dan kunnen aanzetten tot reparatie van het eigen brein. Onderzoek in diermodellen heeft aangetoond dat dit in principe mogelijk is, omdat bij een hersenbloeding of hersentrauma de stamcellen naar het beschadigde hersengebied migreren. De komende jaren zal duidelijk worden of deze stamcellen gestimuleerd kunnen worden om de beschadigde zenuwcellen daar te vervangen. In 2008 is er een onderzoek verschenen van de groep van Götz, waaruit blijkt dat in een diermodel voor hersenletsel de astrocyten in het gebied van schade, stamceleigenschappen vertonen. Zenuwcellen zijn omgeven door meerdere astrocyten, dus zit een astrocyt altijd op de juiste plaats als er schade ontstaat. Het zou een doorbraak zijn als we deze cellen zouden kunnen stimuleren om de kapotte zenuwcellen te vervangen.

3. Wat is de waarde van uw vakgebied voor de samenleving?

Beschadiging van de hersenen door een letsel of door de ziekte van Alzheimer of Parkinson is een groot medisch and biologisch probleem, omdat het momenteel niet mogelijk is om het beschadigde weefsel te herstellen. De verwachtingen van de herstelcapaciteit van neurale stamcellen zijn hoog, maar een behandeling met stamcellen van een donor kan leiden tot een afstotingsreactie of de vorming van een tumor. Bovendien leidt een transplantatie van stamcellen uit foetale hersenen of embryonale stamcellen tot veel ethische discussies. Aangezien we nu weten dat er nog steeds stamcellen aanwezig zijn in het volwassen brein is het aantrekkelijk om een therapie te ontwikkelen om de lichaamseigen stamcellen te activeren om het eigen brein te repareren.


Andere bijdragen in Biologie, Cellen, Ons brein