Hersencellen die Sox2 aanmaken lichten rood op (afb: Daniel del Toro et al./Cell)

Onderzoekers van, onder meer, de universiteit van Barcelona hebben hersencellen van muisjes ‘verjongd’ met behulp van zogeheten Yamanaka-factoren. Yamanaka-factoren zijn transciptiefactoren die Shinya Yamanaka en collega’s gebruikten om van gespecificeerde cellen weer (pluripotente) stamcellen te maken. Zijn verouderende cellen weer als nieuw te maken?
Verouderende cellen gaan steeds slechter functioneren en dat is, als we het even bij menselijke cellen houden, vooral vervelend voor celtypen die niet of nauwelijks delen zoals hart- en hersencellen.
Yamanaka en de Britse geneticus John Gurdon kregen in de 2012 de Nobelprijs voor de geneeskunde voor hun vondst. Ze maakten uit, bijvoorbeeld, huidcellen weer stamcellen die bijna net zo veelzijdig waren als embryonale stamcellen waaruit de vroege embryo bestaat en die zich tot alle pakweg tweehonderd celtypen kunnen ontwikkelen waaruit het menselijk lijf bestaat. Sedert de ontdekking werden die transcriptiefactoren Oct4, Sox2, Klf4 en c-Myc in talrijke onderzoeken gebruikt om cellen ’te herprogrammeren’ tot andere celtypen.
In dit geval hebben onderzoekers rond Daniel del Toro van de universiteit van Barcelona die Yamanaka-transcriptiefactoren gebruikt om hersencellen te ‘herprogrammeren’ tot jonge hersencellen. Dat deden ze door in die hersencellen de genen te activeren die voor die transcriptiefactoren coderen.
Del Toro: “Als de Yamanaka-factoren werden geactiveerd in de ontwikkelingsfase (van hersencellen; as) werden er meer hersencellen aangemaakt en worden de hersens tot twee keer groter. Dat leidt tot een betere motorische en sociale activiteit tijdens de volwassenheid. Dat wordt verklaard doordat die (transcriptie-; as)factoren actief zijn in alle cellen, ook in de stamcellen.”

Verrassend

Hij stelt dat het erg verrassend was te zien dat met het sturen van die genactiviteit de celvermeerdering kon worden geregeld, waarbij hersens met een grotere hersenschors ontstonden zonder dat de structuur en functies werden aangetast. “Ook qua gedrag waren er geen negatieve gevolgen (van de vergroting van de hersens; as) en de muizen vertoonden motorisch en sociaal een beter gedrag (???;as).”
Volgens medeonderzoeker Albert Giralt toont de proef aan dat cellen verjongd kunnen worden wat een bescherming zou kunnen zijn tegen hersenziektes zoals Alzheimer. “In dit geval manipuleerden we de expressie van Yamanaka-factoren alleen in volwassen cellen. Die delen niet en vermeerderen zich ook niet, maar we zagen diverse tekenen van verjonging zoals een stijging van het aantal synaptische verbindingen (verbindingen tussen hersencellen; as), een stabielere stofwisseling en een genormaliseerd (=verjongd; as) expressieprofiel, allemaal gunstig voor het functioneren van die cellen.”

De onderzoekers stellen dat de ‘verjonging’ van de hersencellen leidt tot verbetering van diverse hersenfunctie zoals de geheugenvorming en dat die ook veilig zou zijn toe te passen. Die ‘verjonging’ werkt ook als die wordt toegepast in vroege fases van hersenontwikkeling en het zou interessant zijn of die aanpak ook zou werken bij patiënten die al een hersenziekte hebben zoals Alzheimer of Parkinson.
Volgens Del Toro en de zijnen werken die transcriptiefactoren op drie niveaus. Ten eerste werken ze op de genactiviteit. Ze zouden ook effect hebben op de stofwisseling in cellen, waarin de mitochondriën een belangrijke rol spelen. Ook zouden ze effect hebben op genen en signaalroutes die te maken hebben met de vorming van verbindingen tussen hersencellen (synaptische plasticiteit in jargon).

Meer deugden

Tot nu hadden die Yamanaka-factoren al meer deugden vertoond. Zo zouden die het herstel van ganglioncellen in het netvlies bevorderen, ontdekten David Sinclair van Harvard en collega’s in 2020. Ook zouden ze de genactiviteit van bepaalde cellen in de hippocampus veranderen zagen Jesús Ávila en Manuel Serrano van IRB Barcelona in datzelfde jaar. Wellicht zijn ook andere aandoeningen van het zenuwstelsel te behandelen met deze herprogrammeringstechniek, veronderstellen Del Toro en de zijnen.

Bron: Alpha Galileo