211service.com
Neuronen in ogen regenereren
Volgens nieuw onderzoek van de Universiteit van Washington kunnen cellen in het netvlies van muizen worden overgehaald om nieuwe neuronen te creëren na een verwonding. Dit is de meest definitieve demonstratie tot nu toe dat een dergelijke regeneratie mogelijk is, gegeven de juiste aanwijzingen, voor een specifiek type neuron in het binnenste netvlies van een zoogdier.
Retina gerevitaliseerd: Een geregenereerde amacrine cel, een type cel dat in het binnenste netvlies wordt aangetroffen. De kern van de cel is gelabeld in rood, terwijl de rest is gelabeld in groen.
Als onderzoekers de ontwikkeling van verschillende soorten nieuwe neuronen in het levende menselijke oog zouden kunnen stimuleren, zouden ze mogelijk cellen kunnen vervangen die verloren zijn gegaan bij ziekten zoals maculaire degeneratie en retinitis pigmentosa. Er zijn momenteel weinig of geen behandelingsopties beschikbaar voor patiënten met deze ziekten.
Dit is een uitstekende, duidelijke demonstratie dat je cellen van het binnenste netvlies kunt laten groeien, zegt Stephen Rose , hoofdonderzoeker bij de non-profit Stichting Fighting Blindness.
Het netvlies, dat zich aan de achterkant van het oog bevindt, heeft een buitenste laag cellen die licht detecteren en omzetten in elektrische signalen. Het heeft ook binnenlagen, die de signalen verwerken en naar de hersenen sturen.
Bij degeneratieve aandoeningen zoals maculaire degeneratie en retinitis pigmentosa, worden cellen in de buitenste laag, fotoreceptoren genoemd, afgebroken in de vroege stadia van de ziekte, wat leidt tot verlies van gezichtsvermogen. Uitgebreid onderzoek heeft zich gericht op het vervangen van deze cellen, in een poging het zicht te herstellen. Bij mensen met gevorderde ziekte of blindheid kunnen de binnenste cellagen echter ook afbreken of ongeorganiseerd raken en moeten ze opnieuw worden opgebouwd, zegt Rose.
Het buitenste netvlies is als de CPU, en het binnenste netvlies is als het moederbord, zegt hij. Als ik een nieuwe CPU op een dood moederbord aansluit, heeft dat geen zin, hoe goed een CPU ook is.
In het huidige werk, ontwikkelingsbioloog Thomas Reho en zijn team beschadigde eerst het netvlies van de muizen, met behulp van een chemische stof waarvan bekend is dat deze de binnenste netvliescellen vernietigt. Daarna injecteerden ze een cocktail van eiwitten, groeifactoren genaamd. Dit proces spoorde sommige cellen, muller glia genaamd, aan om terug te keren naar een onvolwassen staat. Muller glia leveren normaal gesproken voeding aan andere neuronen en delen niet. Na chemische behandeling keerden sommigen van hen echter terug naar een ongedifferentieerde toestand waarin ze op voorlopercellen leken.
De onrijpe cellen begonnen zich vervolgens te vermenigvuldigen, sommige differentieerden zich tot rijpe neuronen. In het bijzonder vormden ze amacrine cellen, die zich in het binnenste netvlies bevinden. Deze cellen bemiddelen elektrische signalen afkomstig van de fotoreceptoren en zijn vooral belangrijk voor bewegingsdetectie en nachtzicht, zegt Reh.
We hebben geen groot aantal nieuwe neuronen gekregen, voegt hij eraan toe. Maar we toonden aan dat we nieuwe amacrine cellen konden maken, het celtype dat verloren was gegaan door beschadiging. De bevindingen zijn deze week gepubliceerd in de online editie van de Proceedings van de National Academy of Sciences .
Het huidige werk kan helpen een basis te leggen voor toekomstige therapieën waarbij cellen van het binnenste netvlies - en mogelijk andere cellen, waaronder fotoreceptoren - in situ worden geregenereerd, in het levende menselijke oog, zegt Reh. In theorie zouden dergelijke behandelingen artsen in staat kunnen stellen retinale neuronen precies op de plek te vervangen waar ze nodig zijn, zonder verstoringen of discontinuïteiten, zegt hij.
Bij lagere gewervelde dieren zoals vissen en kippen is bekend dat retinale cellen nieuwe neuronen genereren als reactie op schade, waardoor vaak het gezichtsvermogen wordt hersteld. Hoewel zoogdieren niet hetzelfde zelfgenezend vermogen hebben, heeft eerder onderzoek gesuggereerd dat het netvlies van zoogdieren onder bepaalde omstandigheden in staat zou kunnen zijn om nieuwe neuronen te genereren. Het huidige werk van Reh biedt meer definitief bewijs dat onrijpe cellen, afgeleid van muller glia, weer kunnen differentiëren tot volwassen neuronen, zegt Michael Young van het Schepens Eye Onderzoeksinstituut.
Er is meer onderzoek nodig voordat retinale regeneratie bij mensen kan worden geprobeerd. We hebben veel meer controle nodig over de basale cellulaire processen - proberen verschillende soorten neuronen te regenereren en ervoor te zorgen dat ze in vivo goed functioneren - voordat we echte mensen met een verblindende ziekte kunnen behandelen, zegt Anand Swaroop van het Nationaal Ooginstituut.
Wetenschappers moeten bijvoorbeeld aantonen dat geregenereerde neuronen zich normaal gedragen in het oog, integreren in circuits met andere cellen en bijdragen aan het gezichtsvermogen. Het is al moeilijk genoeg om verschillende celtypes te laten groeien, zegt Rose. Maar zullen ze functioneren? Zullen ze doen wat de cellen die ze vervangen normaal zouden doen? Dat is echt moeilijk.
Reh zegt dat het kweken van nieuwe cellen in het oog de voorkeur zou kunnen hebben boven het transplanteren van cellen, een aanpak waar zijn team ook aan werkt. Transplantatie omvat een lastige operatie; de cellen gaan misschien niet precies waar je wilt dat ze gaan, zegt Reh, en sommige cellen kunnen een immuunreactie veroorzaken. Het ontwikkelen van methoden om regeneratie te stimuleren kan op de lange termijn de beste optie blijken te zijn.