Parkinson-model in hersenmini-orgaan onthult celmechanisme
Parkinson is al jaren moeilijk te bestuderen in het laboratorium: diermodellen bootsen de menselijke ziekte maar gedeeltelijk na. Wetenschappers bouwden nu een driedimensionaal model van menselijk hersenweefsel om de ziekte direct te onderzoeken.
Gaucher-ziekte is een erfelijke stofwisselingsziekte waarbij een bepaald enzym in cellen niet goed werkt. Bij de ernstige vorm van de ziekte worden hersencellen aangetast. Mensen met Gaucher-ziekte en specifieke genetische varianten lopen ook een verhoogd risico op Parkinson. Dat maakt Gaucher-ziekte een interessant model om de vroege stadia van Parkinson te begrijpen.
Onderzoekers beschreven in eLife hoe ze hersenmini-organen (ook wel organoids, kleine driedimensionale weefselstructuren die groeien uit menselijke stamcellen) maakten van cellen van patiënten met Gaucher-ziekte. Daarna corrigeerden ze de fout via CRISPR (een techniek waarmee gericht een genetische fout in het DNA kan worden gerepareerd). De studie laat zien dat de gecorrigeerde organoids het enzymtekort herstelden en dat dopaminerge neuronen (hersencellen die dopamine aanmaken en die bij Parkinson verloren gaan) zich normaal ontwikkelden.
Test voor nieuwe behandelingen
Het platform werd ook gebruikt om drie verschillende behandelstrategieën te testen. Eén aanpak gebruikte nanovesikels (kleine bolletjes die het ontbrekende enzym afleveren aan de cel). Een tweede was een AAV-gentherapie die een werkend gen in de cel plaatst. Een derde aanpak remde de aanmaak van het schadelijke ophopingsproduct. Alle drie verbeterden in de organoids bepaalde ziekte-kenmerken, zoals enzymactiviteit, ophoping van vetachtige stoffen of genesactiviteit.
Dit soort organoid-modellen overbrugt een belangrijke kloof in de ontwikkeling van geneesmiddelen. Diermodellen van Parkinson zijn beperkt omdat muizenhersenen de menselijke ziekte anders ervaren. Menselijke hersencellen rechtstreeks uit de reageerbuis bestuderen was tot voor kort niet goed mogelijk. Organoids bieden een tussenweg.
Voorlopig stadium, maar veelbelovend
Het gaat om laboratoriumonderzoek. De organoids zijn een vereenvoudigde versie van menselijk hersenweefsel, zonder bloedvaten, immuuncellen of normale omgevingsignalen. Of de therapieën die hier werken, ook in een levend brein werken, moet nog blijken. Maar de combinatie van patiënt-specifiek model, CRISPR-correctie en gelijktijdige therapietests maakt dit een methodologisch sterke stap.