Marijn Schipper en Danielle Posthuma van de Vrije Universiteit Amsterdam en Camiel Mannens en Sten Linnarsson van het Karolinska Institutet in Zweden hebben een grote atlas gemaakt van een half miljoen cellen in het embryonale brein. Ook hebben zij in kaart gebracht welke stukken DNA ‘open’ en actief zijn in deze cellen. Door de nieuwe atlas kan de ontwikkeling van verschillende types in gezonde breinen beter worden bestudeerd.
Door te begrijpen hoe een gezonde ontwikkeling van de verschillende types hersencellen eruitziet, kunnen de onderzoekers ook beter begrijpen hoe verstoringen hiervan tot ziektes kunnen leiden. Deze bevindingen zijn gepubliceerd in Nature.
Cruciale periode
In het verleden zijn wel vaker soortgelijke atlassen gemaakt maar nog niet eerder in het totale brein tijdens de embryonale ontwikkeling. En dat is nu juist een cruciale periode in de ontwikkeling van het brein. Neurowetenschapper Danielle Posthuma vertelt dat in het embryonale stadium zich veel cellen specialiseren en daarmee gaat een heel nauwkeurige organisatie van het DNA gepaard. In deze periode worden sommige stukken DNA dichtgezet, in die cel hebben ze op dat moment even geen functie, en sommige stukken DNA staan juist open. In die cel hebben volgens Posthuma die stukken DNA een belangrijke rol in het reguleren van de expressie van eiwitten’.
Vroege opsporing
De onderzoekers vertellen dat verschillende celtypen, bijvoorbeeld neuronen, kunnen worden gekarakteriseerd aan de hand van de patronen van de stukken DNA die open en dicht zijn. Deze patronen veranderen in de loop van de tijd. De onderzoekers hebben bewust gekozen om de open stukken DNA in de vroege embryonale ontwikkelen in kaart te brengen omdat fouten in dit vroege stadium grote gevolgen kunnen hebben, bijvoorbeeld voor het ontstaan van psychiatrische aandoeningen.
Eerste atlas
Met deze informatie is er ook meer inzicht te krijgen in processen wanneer het mis gaat, zoals bijvoorbeeld bij psychiatrische aandoeningen maar ook bij de ontwikkeling van verschillende soorten hersentumoren. In 2016 was het volgens het AMC de eerste keer dat er een goede, driedimensionale atlas beschikbaar was van de ontwikkeling van een menselijk embryo. Er was zeven jaar gewerkt aan het maken van de 3D Atlas. De atlas ruimde een aantal misverstanden over de ontwikkeling van het menselijk embryo uit de weg. Het betekende een nieuwe kijk op aangeboren afwijkingen.
