Cellen in gekweekte neurale orgaantjes (afb: Kriegstein/UCSF)

Tegenwoordig wordt er driftig gewerkt aan het kweken van organen in het lab, maar dat is niet zo eenvoudig. Er worden ook orgaantjes gekweekt die tot ongenoegen van veel wetenschapper ‘minihersentjes’ worden genoemd, maar hoewel die kweekorgaantjes wel wat weghebben van onze grijze massa, lijken die toch vooral te verschillen van het echte werk. Het is dan ook de vraag wat je aan die neurale orgaantjes hebt. Dat moet beter.
De onderzoekers onder aanvoering van Arnold Kriegstein van de universiteit van Californië in San Francisco hebben gekeken naar genexpressie van de cellen in de orgaantjes, welke genen zijn actief en welke niet. Die vergeleken ze met de genexpressie van hersencellen in menselijke embryo’s van zes tot tweeëntwintig weken. Als je kijkt naar de neuronen en naar de gliacellen dan was die genexpressie min of meer overeenkomstig. Als je echter dieper ging graven en naar ondergroepen ging kijken dan werden de overeenkomsten kleiner. De cellen van het gekweekte orgaantje waren niet voldoende gerijpt en hadden niet de genexpressie die de ene ondergroep van de andere onderscheidt. Dat betekent dat de waarde van die kweekorgaantjes als studiemateriaal niet erg groot is.

Veel onderzoekers gebruiken geherprogrammeerde cellen om er stamcellen te maken die dan weer het basismateriaal vormen voor de orgaantjes. Het vervelende is dat hersenaandoeningen heel specifiek ‘hangen’ aan bepaalde celtypes. Dat maakt het dat die kweekorgaantjes niet erg geschikt zijn om dergelijke ziektes te bestuderen.
De cellen in de orgaantjes zijn weliswaar niet op de juiste wijze gedifferentieerd maar hebben zich toch wel op een andere manier gespecialiseerd: ze hebben wel de genetische kenmerken van de verschillende gebieden in de hersens. Hoe die verdeeld zijn in de orgaantjes is echter niet te voorspellen. Waar die verschillende gebieden in echte hersens tegenover elkaar kunnen zitten, zitten ze in kweek’hersentjes’ soms naast elkaar. Ook dat is niet bevorderlijk voor de levensechtheid van die orgaantjes en voor de bruikbaarheid daarvan als studiemateriaal.

Petrischaaltje

Volgens Kriegstein zou dat kunnen komen doordat die kweekorgaantjes van menselijke cellen ‘opgroeien’ in petrischaaltjes. Dat veroorzaakt stress bij de cellen. Die verdwijnt als die kweekorgaantjes (ze zijn piepklein) worden geïmplanteerd in muizenhersentjes. Dat zou een eind maken aan de ‘identiteitscrisis’ van de neurale cellen.

De onderzoekers denken dat er manieren zijn om die kweekorgaantjes meer op het echte werk te laten lijken. Volgens medeonderzoekster Madeline Lancaster kun je dat doen door te frutten met de voeding voor de cellen in de petrischaaltjes. Nu worden daarbij vaak hoge concentraties suiker gebruikt, het equivalent van de suikerspiegel van een ernstig suikerzieke patiënt. “Misschien is dat niet zo’n goed voor een zich ontwikkelend brein”, zegt Lancaster. Ook zouden de hoge zuurstofconcentraties in een lab een rol kunnen spelen.

Volgens medeonderzoekster Flora Vaccarino van Yale is het niet verrassend dat de kweekorgaantjes niet erg op het echte werk lijken, maar de nieuwe studie geeft aan hoe je jezelf ervan kunt overtuigen of je een volwaardig model hebt van het echte werk. “Dat is een bijzonder opmonterende boodschap.”

Bron: Science