Biotech & leven › Longevity & anti-aging
Grootste hersenatlas ooit toont hoe brein van baby tot bejaarde verandert
Wetenschappers hebben de grootste cel-voor-cel kaart ooit gemaakt van het menselijk brein, van baby tot hoogbejaarde. De atlas van de prefrontale cortex laat zien dat hersencellen door de jaren heen drie duidelijke fasen doormaken, met een opvallende heractivatie op late leeftijd die mogelijk samenhangt met dementie.
Een internationaal onderzoeksteam, verenigd in het PsychAD Consortium, onderzocht hersenweefsel van 284 overleden donoren zonder psychiatrische aandoening. Ze keken specifiek naar de dorsolaterale prefrontale cortex, het hersengebied vlak achter het voorhoofd dat verantwoordelijk is voor plannen, concentratie en besluitvorming. Met eencellige RNA-sequencing lazen de wetenschappers per individuele celkern af welke genen actief waren. In totaal leverde dat ruim 1,3 miljoen bruikbare celprofielen op, verdeeld over acht hoofdtypen cellen zoals neuronen, steuncellen (astrocyten) en immuuncellen in de hersenen.
De donoren varieerden in leeftijd van baby's jonger dan een jaar tot mensen boven de zestig. Door al die leeftijden te combineren, konden de onderzoekers voor het eerst een doorlopende tijdlijn maken van de prefrontale cortex, in plaats van losse momentopnames uit eerdere studies die zich vaak beperkten tot één levensfase of tot hersenen met een ziekte.
Drie fasen: opbouw, rust en heractivatie
Uit de data komt een duidelijk patroon naar voren. In de kindertijd en jeugd veranderen hersencellen sterk: genen worden aan- en uitgezet terwijl het brein zich nog volop ontwikkelt. Rond de middelbare leeftijd treedt een periode van relatieve rust in, waarin de genactiviteit van cellen weinig verschuift. Maar na het zestigste levensjaar zien de onderzoekers opnieuw grote veranderingen: bepaalde genprogramma's die sinds de jeugd sluimerden, worden dan weer actief.
Die late heractivatie zit vooral in de steun- en afweercellen van het brein, niet in de neuronen zelf. Cellen die normaal gesproken schade opruimen en het immuunsysteem reguleren, gaan op oudere leeftijd harder werken. De onderzoekers zien tekenen van immuunveroudering: chronische, laaggradige ontstekingsreacties die zich in de loop der jaren opstapelen. Ook raakt het interne dagritme van hersencellen verstoord. Neuronen verliezen hun synchrone 24-uursritme, terwijl juist de steuncellen een eigen, stressgerelateerd ritme lijken te ontwikkelen.
Betekenis voor ziektes van het brein
Door de genactiviteit te koppelen aan bekende risicogenen, konden de onderzoekers laten zien dat de vroege ontwikkelingsfase vooral samenhangt met genen die een rol spelen bij aandoeningen zoals adhd, autisme en schizofrenie. De late levensfase daarentegen hangt samen met genen die worden geassocieerd met neurodegeneratieve ziekte, zoals de vormen van dementie die op oudere leeftijd ontstaan.
De onderzoekers benadrukken dat hun atlas een naslagwerk is voor 'normale' veroudering, zonder ziekte. Daarmee kunnen andere wetenschappers voortaan beter onderscheid maken tussen veranderingen die bij gezond ouder worden horen en veranderingen die wijzen op een beginnende ziekte. Ook laat het onderzoek zien dat kwetsbaarheid in het brein niet ineens ontstaat, maar het resultaat is van een langzame verschuiving: van veerkrachtige, actieve neuronen in de jeugd naar overbelaste steun- en afweercellen op late leeftijd. Vervolgonderzoek moet uitwijzen of die overgang met medicijnen of leefstijl is te vertragen.
Achtergrond & begrippen
Wat betekent dit voor de toekomst? Deze atlas geeft onderzoekers voor het eerst een normale, gezonde basislijn om veroudering van het brein tegen af te zetten. Dat maakt het makkelijker om vroege signalen van dementie of andere hersenziektes te onderscheiden van gewone veroudering, en opent de deur naar behandelingen die de late-life heractivatie van steuncellen afremmen voordat cognitieve klachten ontstaan.
- Eencellige RNA-sequencing
- Een techniek waarmee wetenschappers per individuele cel aflezen welke genen actief zijn, in plaats van een gemiddelde te meten van een heel stukje weefsel.
- Prefrontale cortex
- Het hersengebied vlak achter het voorhoofd dat een centrale rol speelt bij plannen, concentratie en besluitvorming.
- Immuunveroudering
- Het proces waarbij het afweersysteem met het ouder worden minder goed functioneert en vaker chronische, laaggradige ontstekingen veroorzaakt.
- Neurodegeneratieve ziekte
- Een aandoening waarbij hersencellen geleidelijk afsterven, zoals bij verschillende vormen van dementie.
- Gliacel
- Een steuncel in het brein die neuronen ondersteunt, voedt en beschermt, en die geen zenuwsignalen doorgeeft zoals neuronen dat doen.
- Neuroinflammatie
- Een ontstekingsreactie in de hersenen, vaak veroorzaakt door overactieve immuun- en steuncellen, die wordt gekoppeld aan veroudering en hersenziektes.
- Circadiaan ritme
- Het interne 24-uursritme van cellen en lichaam, dat onder meer slaap en waak aanstuurt en dat volgens dit onderzoek verstoord raakt met het ouder worden.
Bronnen
Dit artikel is met behulp van AI geschreven op basis van bovenstaande bronnen en is geen letterlijke vertaling. Zo werkt onze redactie.
