Suche
Mein Konto
CRISPR verjongt stamcellen in de hersenen van muizen
CRISPR-onderzoeken laten zien hoe een specifiek gen bij muizen de jeugdigheid van hersenstamcellen herstelt en hun effect op nieuwe neuronen vergroot.
CRISPR verjongt stamcellen in de hersenen van muizen
Opmerkingen over het behoud van de regeneratieve cellen in de hersenen, die jong en energiek blijven naarmate ze ouder worden, werden ontdekt door gebruik te maken van CRISPR-genetische technologie op muizen 1.
Leeftijd maakt het moeilijk Stamcellen in de hersenen om nieuwe cellen te produceren. De auteurs van het onderzoek ontdekten echter dat de activiteit van een bepaald gen wordt verminderd Stamcellen verjongd, waardoor ze zich kunnen vermenigvuldigen en de hersenen van nieuwe neuronen kunnen voorzien.
Dit gen reguleert de consumptie van glucose door stamcellen, een suiker die cruciaal is voor het celmetabolisme. De resultaten bij muizen passen goed bij het beeld dat naar voren komt uit onderzoek naar postmortem menselijke hersenen. Deze onderzoeken hebben ook aangetoond dat leeftijd de stofwisseling in de hersenen beïnvloedt, zegt Maura Boldrini, een neurowetenschapper en psychiater aan het Columbia University Irving Medical Center in New York City, die niet betrokken was bij het huidige onderzoek. “Het is waarschijnlijk dat hun metabolisme minder efficiënt is dan voorheen,” voegt ze eraan toe, waarbij ze opmerkt dat zowel de menselijke resultaten als het muizenonderzoek, vandaag gepubliceerd in Nature, “nieuwe wegen openen voor potentiële therapeutische benaderingen.”
Een tienerbrein
De rol van neurale stamcellen in het menselijk volwassen brein is controversieel. Boldrini en anderen hebben bewijs gepubliceerd dat er op 79-jarige leeftijd nieuwe neuronen worden gevormd in de hippocampus, een deel van de hersenen dat belangrijk is voor leren en geheugen. 2. Haar team onderzoekt nu of er een verband kan worden gelegd met de aanmaak van nieuwe neuronen bij mensen Alzheimer of psychiatrische ziekten. Sommige onderzoekers melden echter dat ze geen bewijs hebben gevonden dat volwassenen nieuwe neuronen in de hippocampus aanmaken. “Deze controverses duren voort”, zegt Boldrini.
Bij muizen is het beeld duidelijker. In een gebied van de hersenen dat de subventriculaire zone wordt genoemd, kunnen neurale stamcellen aanleiding geven tot neuronen en andere celtypen. Deze jonge cellen migreren vervolgens naar de Reukbol, die verantwoordelijk is voor het reukvermogen. Een constante aanvoer van nieuwe neuronen voor de reukbol is zinvol bij muizen omdat ze sterk afhankelijk zijn van hun reukvermogen om veranderingen in hun omgeving waar te nemen, zegt Anne Brunet, een geneticus die veroudering bestudeert aan de Stanford University in Californië en auteur van de nieuwe studie.
Naarmate muizen ouder worden, worden deze stamcellen echter minder actief. Brunet en haar team besloten uit te zoeken waarom. De onderzoekers gebruikten CRISPR-Cas9 genetische technologie om systematisch 23.000 genen te ontwrichten, en vervolgens de effecten van elk verstoord gen te testen op neurale stamcellen die van jonge en oude muizen zijn genomen en in het laboratorium zijn gekweekt.
Neurale ondersteuning
Uit de screening kwamen 300 genen naar voren die een rol zouden kunnen spelen bij de veroudering van neuronale stamcellen. De onderzoekers hebben de pool verder verkleind door CRISPR-Cas9 te gebruiken om enkele van deze genen in subventriculaire zonecellen van levende jonge en oude muizen te verstoren. De auteurs onderzochten vervolgens de reukkolven van de dieren en identificeerden een selecte groep belangrijke genen. Het verstoren van deze genen verhoogde de aanmaak van neuronen door stamcellen bij oude dieren, maar had geen invloed op de stamcellen van jonge dieren.
Eén zo'n gen, Slc2a4 genaamd, codeert voor een eiwit dat glucose in cellen importeert. Het verstoren van dit gen verminderde de glucoseopname van de cellen en verhoogde hun reproductievermogen.
Deze bevinding komt overeen met eerdere onderzoeken die een verband hebben gevonden tussen het suikermetabolisme en veroudering, zegt Saul Villeda, een neurowetenschapper aan de Universiteit van Californië, San Francisco. Onderzoekers meldden onlangs dat een medicijn tegen diabetes leeftijdsgebonden cognitieve achteruitgang bij apen tegen te gaan kan. Maar de nieuwste bevinding is vooral belangrijk omdat deze wijst op een specifiek eiwit dat een sleutelrol speelt en waar toekomstige studies zich op zouden kunnen richten, zegt hij.
Zelfs als de rol van neurale stamcellen bij volwassen mensen twijfelachtig is, bieden de resultaten cruciale informatie voor de ontwikkeling van celtherapieën die op een dag neurodegeneratieve ziekten zouden kunnen behandelen, merkt Villeda op.
-
Ruetz, T.J. et al. Natuur https://doi.org/10.1038/s41586-024-07972-2 (2024).
-
Boldrini, M. et al. Celstamcel 22, 589–599 (2018).
-
Sorrells, S.F. et al. Natuur 555, 377–381 (2018).