Confetti in het hoofd Waarom het ruikvermogen op oudere leeftijd afneemt

Stamcelonderzoek: waarom mensen op oudere leeftijd erger kunnen ruiken

Bij zoogdieren zoals mensen neemt het ruikvermogen met de leeftijd af. Onderzoekers hebben nu onderzocht waarom dit zo is. Voor de analyse volgden de wetenschappers de ontwikkeling van stamcellen in de hersenen van muizen met zogenaamde confetti-verslaggevers.

Verstoringen van het reukvermogen beïnvloeden de kwaliteit van het leven

Een paar jaar geleden rapporteerden onderzoekers uit de VS over hun studie, volgens welke de neus niet alleen 10.000 verschillende geuren waarneemt, maar ook ongeveer een biljoen (1.000.000.000.000) geuren. Als de olfactorische cellen echter niet goed werken, verliest u veel kwaliteit van leven. Aandoeningen van de reukzin betekenen een enorme beperking in het dagelijks leven van de getroffenen. Maar naarmate je ouder wordt, vermindert je reukvermogen bij de mens - zoals bij andere zoogdieren -. Waarom dit zo is, heeft een interdisciplinair onderzoeksteam van Helmholtz Zentrum München en de Universiteit van Mainz onderzocht in het tijdschrift "Cell Reports".

Naarmate je ouder wordt, vermindert je reukvermogen. Onderzoekers hebben nu onderzocht waarom dit zo is. (Foto: Halfpoint / fotolia.com)

Stamcelafgeleide olfactorische zenuwen

Bij zoogdieren is de vorming van zenuwcellen (neurogenese) voornamelijk beperkt tot de vroege kindertijd en vindt ze alleen plaats in volwassen leeftijd in een paar regio's van de voorhersenen.

Een van die uitzonderingen zijn olfactorische zenuwen, die voortkomen uit verschillende tussenstadia van stamcellen.

"De productie van deze zenuwcellen raakt op steeds ouder worden", legt het hoofd van de werkgroep van het Institute of Computational Biology (ICB) van Helmholtz Zentrum München, Dr. med. Carsten Marr, in een bericht.

"We wilden in het huidige werk verduidelijken hoe het erbij komt en welke bijdrage de stamcellen hebben", zei de wetenschapper.

confetti reporter

Om deze vraag te onderzoeken, Dr. Marr met wiskundige Lisa Bast en stamcelonderzoekers Filippo Calzolari (vandaag bij het Instituut voor Fysiologische Chemie van het Universitair Medisch Centrum Mainz) en Prof. Dr. med. Jovica Ninkovic een interdisciplinair team van experts.

"Onze aanpak van het huidige werk werkt via zogenaamde confetti-reporters bij muizen: we brengen individuele stamcellen en al hun nageslacht - de zogenaamde klonen - in een bepaalde kleur," legt Dr. med uit. Calzolari.

Op deze manier konden de onderzoekers de ontwikkeling van individuele klonen volgen en differentiëren als verschillende gekleurde stippen, wat het proces zijn naam geeft.

"Door jonge en oudere muizen te vergelijken, wilden we in de volgende stap ontdekken welke bijdrage individuele stamcellen en tussenproducten aan de neurogenese van de afgewerkte olfactorische cellen leveren", vervolgt Calzolari.

Op oudere leeftijd ontwikkelen minder cellen tot olfactorische cellen

De systematische evaluatie van de beelden is echter nauwelijks hanteerbaar voor de mens: de beschikbare gegevens waren uiterst heterogeen en een vergelijking van jonge en oude hersenen moeilijk.

Hier kwam de expertise van Dr. Ing. Marr en zijn team te dragen. Ze zijn specialisten in de kwantificering van single-cell dynamics, de vraag: welke en hoeveel cellen van een grote associatie ontwikkelen zich verder??

Om dit te doen, maken de wetenschappers gebruik van kunstmatige intelligentie, ontwerpen wiskundige modellen en programma-algoritmen die de beeldgegevens voor hen kunnen evalueren.

"We vergeleken de confetti-metingen met verschillende mathematische modellen van neurogenese," legt Lisa Bast uit.

"Op deze manier hebben we ontdekt dat met name in bepaalde tussenstadia - de zogenaamde transit amplifying progenitors - het vermogen tot zelfvernieuwing afneemt op oudere leeftijd."

Bovendien laat de analyse zien dat de zogenaamde asymmetrische celdeling in stamcellen en hun rustfasen toenam bij oudere muizen.

"Dit betekent dat naarmate we ouder worden, minder cellen ontwikkelen tot olfactorische cellen en inactief blijven in de stamcellenpool, waardoor de productie stopt", zegt Jovica Ninkovic.

Het werk is het eerste waarmee onderzoekers het gedrag van zenuwstamcellen in het levende zoogdierhersenen kwantitatief kunnen bestuderen met behulp van een wiskundig model. (Ad)