Revolutie in embryonaal onderzoek: nieuwe technieken voor het bestuderen van ruggenmergafwijkingen

AmsterdamWetenschappers van UCL hebben sensoren ontwikkeld om krachten te meten in de hersenen en ruggenmergen van zich ontwikkelende kippenembryo's. Hun doel is om beter te begrijpen en geboorteafwijkingen zoals spina bifida te voorkomen. Het onderzoek, uitgevoerd in samenwerking met de Universiteit van Padua en het Venetiaans Instituut voor Moleculaire Geneeskunde (VIMM), is gepubliceerd in het tijdschrift Nature Materials.

Wetenschappers ontwikkelen nieuwe biotechnologieën om de mechanische krachten te meten die embryo's gebruiken tijdens hun groei. Deze krachten zijn cruciaal voor de vorming van organen en lichaamsystemen, zoals de neurale buis die het centrale zenuwstelsel wordt.

Elk jaar worden in Europa ongeveer één op de tweeduizend pasgeborenen geboren met afwijkingen in hun ruggenmerg. Traditionele onderzoeken naar genen en moleculen hebben deze problemen niet volledig kunnen verklaren. Nu onderzoeken wetenschappers hoe fysieke krachten in weefsels de ontwikkeling van embryo's beïnvloeden. Dit blijkt echter moeilijk te bestuderen, omdat embryonale ruggenmergen zeer klein en kwetsbaar zijn.

Om deze problemen aan te pakken, werken wetenschappers aan innovatieve oplossingen:

• 3D-geprinte miniatuursensoren (ongeveer 0.1 mm breed) direct in het ontwikkelende zenuwstelsel van kippenembryo's geplaatst.
• Een vloeistof rechtstreeks op de embryo's aangebracht die, wanneer blootgesteld aan een sterke laser, veranderde in een vaste stof die lijkt op een veer.
• Deze vaste stof hechtte zich aan het groeiende ruggenmerg en vervormde door de mechanische krachten van de cellen van de embryo's.

De sensoren maten zeer kleine krachten, ongeveer een tiende van het gewicht van een wimper. Om normale ontwikkeling te waarborgen, moeten positieve krachten sterker zijn dan negatieve. Onderzoekers meten deze krachten om medicijnen te vinden die positieve krachten kunnen versterken of negatieve kunnen verminderen, wat kan helpen bij het voorkomen van geboorteafwijkingen zoals spina bifida. Deze medicijnen kunnen mogelijk ook de voordelen van foliumzuurinname tijdens de zwangerschap verbeteren, wat al bekend staat om dergelijke problemen te helpen voorkomen.

Dr. Eirini Maniou, postdoctoraal onderzoeker, stond aan het hoofd van het onderzoek. Ze verklaarde dat het gebruik van nieuwe materialen en geavanceerde microscopie onze kennis van embryonale ontwikkeling kan transformeren. Dit onderzoek kan bijdragen aan de ontwikkeling van nieuwe methoden voor het voorkomen en behandelen van problemen met het centrale zenuwstelsel.

Lees ook:

Vandaag · 09:53

Ontcijferde voornaamwoorden: hersenen onthullen rol van geheugen

Het team ontdekte dat hun technologie werkt met menselijke stamcellen tijdens hun omzetting naar ruggenmergcellen. In de toekomst zou dit wetenschappers in staat kunnen stellen om stamcellen van gezonde mensen te vergelijken met die van mensen met spina bifida. Dit zou kunnen helpen verklaren waarom sommige mensen de aandoening ontwikkelen.

Dr. Gabriel Galea van het UCL Great Ormond Street Institute of Child Health benadrukte dat deze technologie op uiteenlopende manieren kan worden ingezet. Hij hoopt dat andere onderzoeksgroepen er ook mee aan de slag gaan.

Professor Nicola Elvassore van de Universiteit van Padua en het VIMM, en medehoofdonderzoeker, verklaarde dat deze ontdekking ons beter laat begrijpen welke mechanische krachten een rol spelen bij de ontwikkeling van embryo's. Deze kennis biedt nieuwe mogelijkheden om aandoeningen zoals spina bifida te voorkomen. Het nauwkeurig meten van deze krachten is een enorme vooruitgang.

Deze ontdekking kan een revolutie teweegbrengen in biomedisch onderzoek door nieuwe methoden te bieden voor het voorkomen en behandelen van geboorteafwijkingen. De voortgang die in deze studie is geboekt, benadrukt hoe krachtig moderne technologie en samenwerking tussen verschillende vakgebieden kunnen zijn.

Nieuwe mogelijkheden voor geboorteafwijkingen: technologie en wetenschap verenigd