Cellen die de hersenen beschermen, reageren op verschillende leeftijden verschillend op verwondingen

Microglia zijn cellen in het centrale zenuwstelsel die een essentiële rol spelen in de immuunafweer van de hersenen en infecties en ziekteverwekkers bestrijden. Gezien de essentiële bijdrage van deze cellen, wilde een internationaal onderzoeksteam onder leiding van onderzoeker Vanessa Coelho-Santos van de Universiteit van Coimbra (UC) begrijpen hoe ze zich gedurende het hele leven gedragen, van de geboorte tot aan de veroudering.

Wetenschappers hebben ontdekt dat microglia veranderen en zich anders gedragen naarmate we ouder worden, afhankelijk van hersenletsel. Ze geloven dat de bevindingen van dit onderzoek de weg kunnen vrijmaken voor therapeutische benaderingen die zijn afgestemd op de leeftijd en het type hersenletsel.

"In deze studie, met behulp van een diermodel, gebruikten we een zeer nauwkeurige laser om lokale schade aan hersenweefsel te veroorzaken en, met hetzelfde vermogen, vasculaire laesies te simuleren die de bloedstroom tijdelijk blokkeren. Dit stelde ons in staat om de reacties van microglia op verschillende soorten letsel gedurende het leven te vergelijken. We concludeerden dat leeftijd een duidelijke impact heeft op de morfologie en dynamiek van microglia als reactie op verschillende soorten hersenletsel", legt Vanessa Coelho-Santos uit.

"Deze variabiliteit helpt bij het verklaren van specifieke kwetsbaarheden gedurende het leven, zoals mechanismen die verband houden met neurologische ontwikkelingsziekten, wanneer er in de vroege levensfase een ontstekingsreactie optreedt, maar ook bij responstekorten op oudere leeftijd", voegt de onderzoeker van het Center for Biomedical Imaging and Translational Research (CIBIT) van het Institute of Nuclear Sciences Applied to Health (ICNAS) van de UC toe.

Hoewel microglia cruciaal zijn voor de hersenfunctie, blijven verschillende aspecten van hun gedrag in de loop der tijd onbekend. In deze context bestudeerde Vanessa Coelho-Santos – samen met een team van het Seattle Children's Research Institute – "de morfologische en functionele evolutie van deze cellen, van geboorte tot ouderdom."

Het onderzoeksteam wilde ook "de reactie van microglia op twee vormen van plaatselijke verwondingen karakteriseren, op verschillende leeftijden in het leven, een aspect dat tot nu toe weinig onderzocht was", aldus de neurowetenschapper.

Deze studie – nu gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Cell Reports – laat zien dat microglia op volwassen leeftijd zeer effectief reageren op letsel. In de neonatale periode – de eerste 28 dagen van het leven – vertonen ze weliswaar een dynamischere reactie, maar een vertraagde en overdreven reactie op letsel. Naarmate we ouder worden, verliezen microglia hun complexiteit en reageren ze trager op letsel. "Door te begrijpen hoe microglia zich verspreiden en hoe ze in verschillende levensfasen een rol spelen in de verdediging van de hersenen, geloven we dat we in de toekomst meer gepersonaliseerde therapieën kunnen ontwikkelen", concludeert Vanessa Coelho-Santos.

Dit onderzoek is ontwikkeld met behulp van een geavanceerde beeldvormingstechniek genaamd tweefotonenmicroscopie, waarmee in de loop van de tijd beelden met een hoge resolutie van de hersenen kunnen worden gemaakt.