Voor het eerst hebben wetenschappers microglia (steuncellen in de hersenen) gefilmd die aan zenuwcelverbindingen in het brein zitten te knabbelen.
Ongeveer een op de tien cellen in je hersenen zijn microglia: cellen die verantwoordelijk zijn voor een afweersysteem in de hersenen. Deze steuncellen speuren voortdurende het centrale zenuwstelsel (hersenen en ruggenmerg) af op zoek naar onder andere beschadigde neuronen (zenuwcellen) en synapsen (verbinding tussen neuronen) en ruimen die dan op. Microglia zijn dus de huishouders van je brein.
Maar microglia hebben nog een andere belangrijke rol te vervullen: synapsen snoeien (ze zijn dus ook bedreven tuiniersters!). Alleen had niemand nog gezien hoe dat gebeurt. Nu hebben wetenschappers van het European Molecular Biology Laboratory (EBML) voor het eerst dat proces in muizenhersenen op beeld vastgelegd.
Knabbelen
Al lange tijd wordt gedacht dat microglia aan synapsen knabbelen. Dat doen ze wanneer de zenuwcelverbindingen niet vaak genoeg worden gebruikt. Als je bijvoorbeeld bent begonnen met pianospelen, worden er synaptische verbindingen aangelegd. Hoe meer je het pianospelen oefent, hoe sterker dit netwerkt wordt.
Maar het tegenoverstelde geldt ook: hoe minder vaak je het beoefent, des te zwakker wordt dat netwerk en dan komen de microglia erbij. Deze gaan vervolgens aan synapsen ‘knagen’, zodat de eerder gevormde synaptische verbindingen weer ongedaan gemaakt worden.
Microglia begroeten
Het team probeerde drie verschillende imaging-systemen, voordat ze erin slaagde om het ‘knabbelproces’ te visualiseren. Door correlative light-electron microscopy (CLEM) te combineren met lichtplaat-fluorescentiemicroscopie – een techniek ontwikkeld door het onderzoeksinstituut zelf – waren ze in staat om de eerste film van microglia te maken die synapsen eten.
Zodoende werd duidelijk dat in de helft van de gevallen dat microglia-cellen in contact komen met een synaps, deze synaps een soort voetjes – filopodia genoemd – laat groeien. Daarmee ‘begroet’ hij de microglia-cellen.
Versterken
In een bijzonder geval – zoals te zien is in onderstaande afbeelding – lieten maar liefst vijftien synapsen filopodia uitgroeien in de richting van één microglia, terwijl het op een synaps zat. “Toen we probeerden te zien hoe microglia synapsen elimineerden, beseften we dat microglia hun groei juist veroorzaken”, legt Laetitia Weinhard uit, een van de onderzoekers.
Dus in plaats van dat microglia aan synapsen knabbelen om de verbindingen zwakker te maken, maken ze de zenuwcelverbindingen juist sterker, concluderen de onderzoekers.
Het tegendeel bewezen?
“Het is een interessante studie, met een nogal verrassende uitkomst”, zegt Rogier Min (Vrije Universiteit Medisch Centrum) die veel onderzoek doet naar deze interacties. “In veel recente studies is gesuggereerd dat microglia synapsen in zijn geheel op kunnen eten. Deze onderzoekers vinden daar niet echt bewijs voor. Ze zien alleen dat er aan synapsen geknabbeld wordt.”
“Het versterken van synapsen komt meer door een tweede observatie, namelijk dat het ontvangende deel van de synaps regelmatig een uitstulping maakt op het moment dat er een uitloper van een microglia-cel in de buurt komt. Dat is te zien op het filmpje, en de auteurs suggereren dat deze uitstulpingen kunnen leiden tot versterking van de synaps. Op die manier zouden microglia dus voor versterking van synapsen kunnen zorgen.”
“Al met al gaan de observaties dus een beetje in tegen het heersende idee dat microglia vooral betrokken zijn bij het in zijn geheel wegsnoeien van zenuwcelverbindingen.” En hoe dat precies zit, is natuurlijk iets wat de onderzoekers verder gaan uitzoeken.
De video laat het contact zien tussen microglia (rood) en synapsvoetjes (groen).
Bronnen: Nature Communications, EBML via EurekAlert!
Lees ook:
Ben je geïnteresseerd in de wereld van wetenschap & technologie en wil je hier graag meer over lezen? Bestel dan hier ons nieuwste nummer. Abonnee worden? Dat kan hier!
