TIEN DOORBRAKEN: VAN SLIMME MATERIALEN TOT EFFICIËNTE PLANTEN

4 Het brein repareert zichzelf

Op stamcelniveau een erfelijke ziekte genezen, en dan cellen terugplaatsen.

Medium 4 zelfreparerend brein 300

De hersenen zijn populair. Neurologen worden massaal gevraagd voor lezingen, zelfhulp­boeken raden ‘braintraining’ aan en er is geen leesclubje te vinden dat zich níet over Dick Swaabs best­seller Wij zijn ons brein heeft gebogen. De boodschap die de populaire vertaling van de neurowetenschappen bevat, is behoorlijk hermetisch. ‘Het brein dicteert ons gedrag’, daar komt het kort gezegd op neer. En erger nog: bij geboorte krijg je één stuks hersenen dat tijdens de jeugdjaren uitgroeit tot een verzameling van honderd miljard zenuwcellen. Daar moet ieder mens het de rest van zijn leven mee doen. ‘Kapot is kapot en een gat is een gat’, zo vat kinder­neuroloog Marjo van der Knaap het treffend samen.

Toch komt ons beeld van het brein als een onherstelbare massa neuronen steeds meer op losse schroeven te staan. ‘Inmiddels staat vast dat er in bepaalde gebieden van het volwassen brein van proefdieren wel nieuwe zenuwcellen kunnen ontstaan’, schrijft Elly Hol, die bij het Nederlands Instituut voor Neurowetenschappen onderzoek doet naar neurodegeneratie. Ook volgens celbiologen Casper Hoogenraad en Corette Wierenga is het brein allesbehalve statisch. ‘Het belangrijkste inzicht van de huidige neurowetenschappen is dat ons brein een ongelooflijk dynamisch orgaan is’, schrijven zij. ‘Onze hersenen veranderen continu en zelfs tot op hoge leeftijd worden nog nieuwe verbindingen gemaakt tussen zenuwcellen.’

En dus richt _cutting edge-_hersenonderzoek zich niet alleen op de vraag hoe ons brein werkt, maar ook op hoe de reparatiefunctie te stimuleren. Sleutelbegrip hier is ‘neurogenese’, het proces waarmee het lichaam zelf verse zenuwcellen aanmaakt. Sinds de Zweedse neuroloog Peter Eriksson eind jaren negentig aantoonde dat in de holtes van het menselijk brein, de zogeheten subventriculaire zone, tot op hoge leeftijd neurale stamcellen worden aangemaakt, vragen hersenwetenschappers zich af: kan neurogenese worden aangewend om gaten in de hersenen te dichten?

Om die vraag te beantwoorden kijken hersenonderzoekers naar de reis die stamcellen maken door het brein. Het blijkt dat nieuwe cellen in eerste instantie 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 precieze functie hiervan tasten neurobiologen vooralsnog in het duister. ‘De huidige consensus is dat de stamcellen nog kunnen migreren, maar dat er in het volwassen brein geen grote stroom van cellen meer is’, schrijft Elly Hol.

En dát proberen wetenschappers te veranderen. Hol zelf onderzoekt hoe jonge neuronen naar specifieke plekken in het brein kunnen worden geleid, een eerste stap op weg naar ze gebruiken als reparatiemateriaal. Ze heeft goede hoop dat dit kan. Uit proefdierexperimenten blijkt dat 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 beschadigd hersenweefsel daar te vervangen’, aldus Hol.

Ook aangeboren hersenproblemen kunnen in de toekomst beter behandeld worden, zo blijkt uit de bijdrage van Marjo van der Knaap. Zij doet onderzoek naar aandoeningen die de witte stof (de ‘bedrading’ die onze hersencellen met elkaar verbindt) aantasten, een belangrijke oorzaak van een motorische en verstandelijke handicap. De meeste varianten hiervan zijn erfelijk en dus valt er weinig tegen te doen, behalve prenataal onderzoek verrichten als het risico op een afwijking bekend is. Maar hoe een bestaand brein te repareren dat langzaam uit elkaar valt door gebrek aan witte stof?

Het beheersen van stamcellen zal een oplossing bieden, verwacht Van der Knaap. ‘Het meestbelovend is de techniek die gebruik maakt van cellen van de patiënt, bijvoorbeeld huid­cellen, die tot stamcelstadium worden teruggebracht’, schrijft zij. ‘Op stamcelniveau kan een erfelijke ziekte genezen worden en de patiënt krijgt de eigen stamcellen terug ter genezing van de ziekte en hopelijk uiteindelijk voor reparatie van de geleden schade.’

Ook het lichamelijk verval als gevolg van de ziekte van Parkinson is mogelijk minder onherroepelijk dan gedacht. Analyse van postmortem hersenmateriaal heeft laten zien dat ook in de subventriculaire zone van Parkinson-patiënten stamcellen aanwezig zijn, schrijft Elly Hol. Dat biedt perspectief: Parkinson tast de cellen aan die dopamine afgeven aan het striatum, een deel van de hersenen betrokken bij de controle van beweging. Aangezien de stamcellen in de subventriculaire zone naast het striatum liggen, zoeken wetenschappers nu naar een methode om deze stamcellen om te vormen tot nieuwe zenuwcellen die dopamine kunnen produceren.

Er is een belangrijke medische reden waarom controle over het vermogen van het brein zichzelf te herstellen een heilige graal van de hersenwetenschap is. Bij donoren is het risico van afstoting groot. Bovendien is het winnen van neurale stamcellen vanwege ethische bezwaren sowieso een dood spoor, omdat ze moeten komen van menselijke embryo’s. Pas als neurowetenschappers vat krijgen op de eigen herstelfunctie van ons lichaam komen medische toepassingen – volgens sommigen de belangrijkste functie van hersenonderzoek – in zicht.


Tekening: Femke van Heerikhuizen