Het zelfhelend vermogen van het menselijk brein is minimaal. Sommige andere dieren daarentegen kunnen niet alleen zelf hun hersenschade herstellen, maar zelfs een heel nieuw brein groeien. De platworm is daar een voorbeeld van. 

Als de platworm – specifiek de planarian – iets overkomt, dan kan hij zijn eigen weefsels en organen regenereren. Hij kan zelfs een nieuw brein groeien als dat beschadigd raakt. Onderzoekers van de University of Georgia (VS) hebben onlangs de genen ontdekt die dat mogelijk maken. Dat heeft mogelijk ook gevolgen voor de behandeling van ziektes als alzheimer en parkinson. Hun bevindingen zijn gepubliceerd in Nature Communications.

Lees ook:

• Door één gen aan te zetten, kan het hart zichzelf mogelijk herstellen na een hartaanval
• Deze platworm kan zichzelf klonen en ontwikkelt soms twee koppen

Van stamcel naar neuron 

De planarian leeft in zoetwater, zoutwater en zelfs op het land. Ze hebben geen bloedsomloop of ademhalingssysteem, maar ze hebben wel stamcellen die ze kunnen transformeren tot cellen die hun lichaam op dat moment nodig heeft. Dat maakt ze een waardevol onderzoeksdier voor wetenschappers die zich bezighouden met het brein. 

“We wilden manieren bedenken waarop we het menselijk brein beter in staat kunnen stellen zichzelf te herstellen”, zegt Rachel Roberts-Galbraith, die meewerkte aan het onderzoek. “Het bestuderen van simplistische dieren geeft ons reden tot optimisme. We zagen dat het geen aangeboren eigenschap van onze hersenen is dat ze zichzelf niet kunnen regenereren, maar dat het een specifiek menselijk probleem is.” 

De hersenen van platwormen en mensen bestaan beiden uit netwerken van gespecialiseerde cellen, genaamd neuronen. Deze cellen communiceren met elkaar door het versturen van chemische of elektrische signalen. Platwormen gebruiken hun stamcellen om neuronen te vervangen in het geval van een beschadiging. Op die manier kunnen ze hun hele lichaam hergroeien. Ook mensen hebben stamcellen, maar wij missen het vermogen om deze om te zetten in neuronen die een beschadiging kunnen herstellen. 

Dopamine speelt sleutelrol

De onderzoekers wilden weten welke genen verantwoordelijk zijn voor dit vernuftige hersteltrucje van de platworm. In totaal konden ze zo’n tien genen identificeren die de platwormen niet alleen vertellen welke cellen ze moeten maken, maar ook waar in het lichaam deze heen gestuurd moeten worden. Deze genen instrueren de stamcellen, zodat ze zich omvormen tot dopamineproducerende neuronen. 

Dopamine staat bekend als het stofje dat je goed laat voelen, maar het doet veel meer dan dat. Het zorgt ervoor dat neuronen met elkaar kunnen communiceren en het speelt een belangrijke rol in het kunnen aansturen van je motoriek. Zo hebben mensen met de ziekte van Parkinson een laag dopaminegehalte, met trillingen en stijfheid tot gevolg. 

Toen de onderzoekers de genen uitschakelden die verantwoordelijk zijn voor het zelfhelende vermogen van de planarian, kregen de wormen moeite met de productie van dopamineproducerende neuronen en gingen ze slomer bewegen. Dit is vergelijkbaar met wat er bij mensen en andere zoogdieren gebeurt als hun dopamineniveau te laag is. 

Mogelijke doorbraak 

Momenteel zijn er maar weinig medicijnen die aandoeningen als parkinson, alzheimer of andere hersenbeschadigingen kunnen herstellen. Als het mogelijk wordt om de lichaamseigen cellen te kunnen aansturen op dezelfde manier als planarianen dat doen, dan zou dat een doorbraak betekenen. 

“We hebben het genetische recept ontdekt om deze celtypen in planarianen te maken”, vertelt Roberts-Galbraith. “We hopen dat dit onderzoek anderen helpt te ontdekken hoe ze dopamineproducerende neuronen uit stamcellen kunnen creëren die effectiever bij patiënten kunnen worden getransplanteerd.”

Bronnen: Nature Communications, EurekAlert!