Muizen worden slimmer door menselijke hersencellen

KIJK-redactie

2014-12-05 13:00:45

Mickey Mouse in de maak? Muizen wiens hersenen deels menselijk waren, zijn slimmer dan hun soortgenoten, zo blijkt uit onderzoek.

Wat gebeurt er als je menselijke hersencellen in een dierenbrein injecteert? De vraag lijkt weggelopen uit een oude sciencefictionprent. Of, recenter, Rise of the Planet of the Apes, waarin wetenschappers in hun zoektocht naar een geneesmiddel voor Alzheimer apen intelligenter maken, tot die in opstand komen en zich tegen de mensen keren.

Dezelfde vraag lijkt tevens de insteek van een artikel dat onlangs in het toonaangevende vaktijdschrift Journal of Neuroscience verscheen.Een team wetenschappers slaagde er namelijk in om muizen te kweken wiens hersenen deels menselijk waren. Deze ‘getunede’ muizen bleken dan ook nog eens slimmer te zijn dan hun soortgenoten die louter beroep deden op hun muizenbrein. In dit artikel worden deze bevindingen verder toegelicht.

Sterren in het brein

Om de muizenhersenen menselijker te maken, namen de onderzoekers hun toevlucht tot zogenaamde gliacellen. Ook al nemen deze cellen minstens de helft van ons brein in beslag, werden ze door hersenwetenschappers jarenlang grotendeels over het hoofd gezien. In tegenstelling tot hun bekendere broertjes, de neuronen of hersencellen, kunnen gliacellen immers niet communiceren via elektrische signalen.

Recent steeg de wetenschappelijke belangstelling, toen bleek dat een stervormig type gliacel, de astrocyten, over een eigen vorm van chemische communicatie beschikt. Wetenschappers vermoeden dat dit type cellen de neuronen ondersteunt en de informatiestroom in onze hersenen in goede banen leidt. Er gaan zelfs stemmen op dat deze cellen verantwoordelijk kunnen zijn voor ons bewustzijn.

Astrocyten in een celkweek.

Astrocyten in een celkweek.

Bovendien zijn menselijke astrocyten, veel meer dan neuronen, mee geëvolueerd: in vergelijking met muizen, is de menselijke astrocyt opmerkelijk groter, met veel meer vertakkingen. Misschien, dacht neurowetenschapper Steven Goldmann, spelen deze astrocyten dan wel een belangrijke rol in wat ons als soort intelligenter maakt?

Slimme muizen

Onder leiding van Goldmann, nam een team onderzoekers de proef op de som door onvolgroeide menselijke gliacellen in het brein van pasgeboren muizen te brengen. De cellen groeiden en verspreidden zich snel door het muizenbrein heen, waar ze de oorspronkelijke gliacellen verdrongen. Bovendien werden ze perfect geïntegreerd in het netwerk van muizenneuronen.

Omdat de menselijke astrocyten een stuk groter zijn en meer vertakkingen hebben, voorspelden de onderzoekers dat het muizenbrein efficiënter zou gaan werken. Een grote testbatterij kon dit alvast bevestigen: zo vonden deze muizen bijvoorbeeld sneller hun weg door een doolhof, en maakten ze een pak minder fouten. De gliacellen leken aldus het leren te verbeteren en het geheugen aan te scherpen.

Nieuwe behandelingen

Het doel van dit onderzoek, zo beweert Goldmann, is niet zozeer om muizen slimmer te maken, maar eerder om tot een beter begrip en mogelijk een nieuwe behandeling voor enkele hersenaandoeningen te kunnen komen. De werking en groei van gliacellen valt in deze muizen immers veel makkelijker te bestuderen dan in een petrischaaltje. Zo hoopt Goldmann bijvoorbeeld dat de muizen helpen om schizofrenie beter te begrijpen.

Daarnaast ziet hij een toepassing in de behandeling van multiple sclerose. Deze neurologische aandoening wordt gekenmerkt door de aantasting van de myelineschede rond hersencellen. Dit eiwit isoleert de neuronen en garandeert een goede impulsgeleiding. Goldmann injecteerde onvolgroeide menselijke gliacellen in muizenjongen met een tekort aan myeline. Deze groeiden uit tot cellen die specifiek instaan voor het aanmaken van myeline, alsof ze het tekort detecteerden en ervoor compenseerden. Goldmann hoopt in de toekomst MS-patiënten met gliacellen te kunnen behandelen.

Ethische vragen

Desalniettemin roept deze studie duidelijk enkele ethische vragen op. Is het verantwoord om andere diersoorten als proefkonijn te gebruiken om onze hersenen beter te kunnen begrijpen? En maken we, door muizenhersenen meer menselijk te maken, muizen niet enkel slimmer, maar ook menselijker? Goldmann lijkt dit laatste alvast niet te onderschrijven. Hij benadrukt dat de proefdieren nog steeds over een muizenbrein, en geen mensenbrein, beschikken: de hersencellen blijven die van de muis. De menselijke cellen maken dit netwerk efficiënter, maar geven de muizen geen nieuwe vaardigheden die we als typisch menselijk zouden beschouwen.

Toch kan je je de vraag stellen waar dan de grens van het ethisch aanvaardbare ligt. Wat als dieren door gelijkaardige interventies een hogere en dus meer menselijke vorm van bewustzijn beginnen te ontwikkelen? Goldmann blies alvast een soortgelijk onderzoek bij apen af wegens ethische bezwaren.

Besluit

Dat menselijke cellen in een muizenbrein kunnen worden opgenomen en groeien, is in wetenschappelijk opzicht opzienbarend. Ook biedt de studie perspectief om mensen met een hersenaandoening in de toekomst beter te behandelen. Maar bovenal toont dit onderzoek de nood aan van een maatschappelijk debat over wat al dan niet ethisch door de beugel kan.

Bron: Journal of Neuroscience

Tekst: Wout Duthoo en Jelle Demanet










Meer Nieuws