Onderzoekers van het VIB-KU Leuven Centrum voor Hersenonderzoek en de ULB hebben het geheim achter de trage hersengroei van mensen ontdekt. Dat heeft het VIB donderdag bekendgemaakt in een persbericht. Het zijn de mitochondriën, de energiefabriekjes van cellen, die zorgen voor de snelheid van de hersenontwikkeling. Het werk van de onderzoekers is gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Science.
In vergelijking met andere diersoorten heeft het menselijk brein lange tijd nodig om al zijn neuronen te ontwikkelen. Het duurt jaren vooraleer ze volledig volgroeid zijn, in tegenstelling tot bijvoorbeeld de muis, waar dat op enkele weken gebeurt. Uit eerdere studies van het onderzoeksteam van het VIB bleek dat de timing door de cellen zelf wordt geregeld en niet door externe factoren, maar hoe het proces precies werd aangestuurd was nog onduidelijk.
Het team, onder leiding van onderzoekers Ryohei Iwata, Pierre Casimir en Pierre Vanderhaeghen, vond dat mitochondriën een cruciale rol spelen in het proces. Mitochondriën regelen het metabolisme in elke cel door voedingsstoffen zoals suiker om te zetten in energie. De wetenschappers dachten dat mitochondriën in elke cel hetzelfde waren, maar ze ontdekten dat mitochondriën in jonge menselijke neuronen zich anders gedragen dan die van muizenneuronen op dezelfde leeftijd: de menselijke mitochondriën groeien veel langzamer en hun energiemetabolisme is veel minder actief in vergelijking met de muizenmitochondriën.
De wetenschappers gingen daarna verder aan de slag met de mitochondriën in de neuronen. De neuronen werden farmacologisch en genetisch gemanipuleerd, om de mitochondriale functie te versterken. Dit versnelde de neuronontwikkeling: neuronen werden maanden eerder dan normaal volwassen. Een vermindering van de mitochondriale functie leidde dan weer tot een tragere groei van de neuronen. Dit bevestigde het vermoeden dat mitochondriën het tempo van de neuronale groei bepalen.
‘We hebben de ontdekking gedaan met een nieuw ontwikkeld genetisch instrument dat de tijd kan meten in groeiende neuronen”, vertelt onderzoeker Iwata. ‘We vonden ook een nieuwe methode uit om maanden eerder rijpe neuronen te verkrijgen, wat zeer waardevol zal zijn voor medisch en farmaceutisch onderzoek.’
Nu wetenschappers de rijping van neuronen kunnen versnellen, kunnen ze de werking van de hersenen en modellen van neurale ziekten beter bestuderen. ‘Ons onderzoek kan het fundamentele en farmaceutische onderzoek naar menselijke neurologische of psychiatrisch ziekten versnellen, wat tot nu toe sterk werd gehinderd door trage neuronale ontwikkeling’, zegt onderzoeker Pierre Vanderhaeghen.
