Wetenschappers hebben menselijk hersenweefsel ingevroren en met succes weer tot leven gewekt na ontdooiing
De wetenschappelijke wereld droomt al lang over de mogelijkheden om cryonics (hardvriezen) te gebruiken bij complexe biologische organismen, namelijk de mens. Sciencefictionschrijvers schrijven al tientallen jaren verhalen over reizen in de ruimte, wanneer de bemanning van het schip in speciale capsules zit, waar hun lichamen bevroren zijn of in een staat van diepe anabiose (winterslaap) worden gebracht.
Cryonics zou ook met succes kunnen worden toegepast op zieke mensen, van wie de lichamen kunnen worden ingevroren met de bedoeling ze in de toekomst te ontdooien, zodra er een geschikt geneesmiddel is ontdekt. Helaas heeft de wetenschap nog geen methode bedacht om met succes een levend menselijk lichaam na het invriezen te ontdooien. Feit is dat bij lage temperaturen celweefsel onomkeerbaar wordt vernietigd. Onlangs zijn wetenschappers uit China er echter in geslaagd een beetje dichter bij de dromen van sciencefictionschrijvers te komen:
ze zijn erin geslaagd bevroren menselijk hersenweefsel los te maken en weer tot ‘leven’ te brengen, dat wil zeggen om celdood te voorkomen.
Het experiment, dat nu al een doorbraak wordt genoemd, werd uitgevoerd door Dr. Zhicheng Shao en zijn collega’s van de Fudan Universiteit in Shanghai. Eerst kweekten ze in het laboratorium een model van het menselijk brein uit stamcellen, een organoïde genaamd. Een heel klein model, eigenlijk gewoon een verzameling hersencellen die zich in drie weken tijd ontwikkelden en veranderden in verschillende soorten hersencellen. Vervolgens dompelden ze dit hersenweefsel onder in speciale stoffen, waaronder suiker en antivries.
En daarna stopten ze het allemaal 24 uur in vloeibare stikstof om het te bevriezen. Een dag later werd het monster eruit gehaald en ontdooid, waarbij werd gecontroleerd hoeveel cellen stierven en hoeveel er werden gered. Het experiment werd vele malen herhaald en uiteindelijk slaagden de wetenschappers erin de juiste combinatie van stoffen te vinden die ervoor zorgden dat het hersenweefsel na bevriezing zo levensvatbaar mogelijk bleef.
Dit levensreddende chemische mengsel kreeg de codenaam “Medy” , wat een acroniem is voor vier belangrijke componenten: methylcellulose, ethyleenglycol, DMSO en Y27632. Verdere observatie toonde aan dat het Medy-mengsel niet alleen hersenweefsel redde van de dood als het bevroren was, maar het ook in zo’n goede staat achterliet dat het weefsel na ontdooien nog eens 150 dagen bleef groeien.
En dat is nog niet al het nieuws! Geïnspireerd door dit succes besloten wetenschappers een soortgelijk experiment uit te voeren op de weefsels van een echt menselijk brein. Ze namen kleine monsters hersenweefsel van een kind geboren met epilepsie en deden daar hetzelfde mee als met de laboratoriumorganoïde.
Het bleek dat dit in “Medy” geplaatste levende menselijke hersenweefsel ook na het ontdooien met succes werd geconserveerd en na het experiment nog 2 weken actief bleef.
“Vers, levensvatbaar menselijk hersenweefsel met natuurlijk voorkomende pathologische kenmerken is een betrouwbaarder model voor het bestuderen van neurale ziekten [dan organoïden]. Vanwege de beperkte beschikbaarheid en manipuleerbaarheid blijft cryopreservatie en reconstructie van levend hersenweefsel met bepaalde pathologische kenmerken echter uiterst uitdagend, omdat het moeilijk is om de overleving van grote aantallen functionele neuronen in stand te houden.
Daarom is het uiterst belangrijk om een betrouwbare technologie te ontwikkelen voor de cryopreservatie van vers levensvatbaar menselijk hersenweefsel en hersenorganoïden, die kan worden gebruikt om de pathologische mechanismen van hersenziekten, organoïdetransplantatie voor traumatisch hersenletsel en/of de ontwikkeling van medicijnen te bestuderen”, aldus de woordvoerder. auteurs van het experiment schrijven in hun werk gepubliceerd in het tijdschrift Cell Reports Methods.
