FYI.

This story is over 5 years old.

Tech

Wetenschappers kunnen muizen nu transparant, gekrompen en lichtgevend maken

Dankzij de uDISCO-techniek krijgen wetenschappers nu inzicht in hoe interne processen werken op cellulair niveau.

Stel dat je diep in een dier kan kijken zonder deze eerst te hoeven ontleden. Als je een specifiek orgaan of een tumor onderzoekt, is dat ontzettend handig – naast een bijzonder boeiend schouwspel, natuurlijk. Wetenschappers hebben nu een manier gevonden om hele dieren (zoals muizen en ratten) transparant te maken, en verschillende stukjes ervan te laten oplichten. In de nabije toekomst kan dat een nuttige techniek worden om het menselijke brein beter te bestuderen.

Advertentie

De techniek heeft "ultimate 3D imaging of solvent cleared organs" of uDISCO. De werking komt erop neer dat zoogdieren volzitten met water en lipiden – vetten die het licht buiten houden. Op het moment kunnen wetenschappers technieken met relatief lage resolutie (MRI of ultrageluid) om de binnenkant van labdieren zichtbaar te maken (tenzij ze het dier wil hele dunne plakjes willen snijden om onder de microscoop te leggen).

"Mensen nemen een heel klein stukje weefsel, laten we zeggen de visuele cortex van een muis, snijden die in hele dunne plakjes en leggen die dan onder de electronenmicroscoop om later weer samen te voeden," vertelt Ali Ertürk van de Ludwig Maximilians University in München. Ertürk is leider van het onderzoek dat deze week in Nature Methods is gepubliceerd. "Dat heeft een hele hoge resolutie, maar kost ook veel werk." Het in kaart brengen van een muizenbrein zou zo tijdrovend zijn dat het gewoon niet echt te doen is.

Een labmuis die transparant is gemaakt en gekrompen is met uDISCO. Beeld: Ali Ertürk/Ludwig Maximilians University of Munich

De uDISCO-techniek kan beelden op cellulair niveau maken. Wetenschappers kunnen hele complexe structuren zien waar ze thuishoren, en deze ook nog eens vastleggen – dit werkt bij alles van hele lichamen tot organen tot zenuwconnecties.

De techniek werkt door het dier te dehydrateren en tot 65% van de oorspronkelijke grootte te laten krimpen. Eiwitten, het voornaamste doelwit van wetenschappers, worden gemodificeerd om groen op te lichten en vervolgens in beeld gebracht met laserscanners.

Advertentie

Voordat ze het dier laten krimpen, worden eiwitten op hun plek geankerd. "Zodat ze niet gaan bewegen," zegt Ertürk. Elk deel van het dier krimpt evenveel, dus het lichaam blijft relatief in proportie, waardoor wetenschappers onderscheid kunnen maken tussen functionele en niet-functionele organen.

De groen-oplichtende eiwitten tonen de kleine details in de structuur van een muis die behandeld is met uDISCO. Beeld: Ali Erturk/Ludwig Maximilians University of Munich

De toepassingen zijn eindeloos. Of het nou cellen en hun gemodificeerde genen zijn, de paden die neuronen afleggen van brein naar ruggenmerg, of de ontwikkeling van getransplanteerde stamcellen; dankzij deze techniek kunnen de kleinste structuren in haarscherp detail direct geobserveerd worden.

"Dit gaat ons een hoop helpen met neurowetenschap, en dan vooral bij ziekten als Alzheimer, Parkinson of MS en ALS, waarbij zenuwconnectiviteit verloren gaat," zei Ertürk.

Ertürk was vooral enthousiast over de toekomstige mogelijkheid om deze techniek in te zetten bij het menselijke brein. Hij ziet het uDISCO-systeem als de volgende stop om een atlas van de verbindingen aldaar te maken. "De methoden die nu gebruikt worden kunnen de grove morfologie zien. Ze kunnen geen individuele neuronale connectiviteit zien. Ze zijn daarom niet handig bij het in kaart brengen van de neuronale anatomie van het brein," zei hij.

De techniek betekent ook dat meer labdieren gespaard kunnen worden, aangezien onderzoekers er minder nodig zouden hebben, vervolgt Ertürk.

Wetenschappers richten zich vooral op een enkel systeem in het brein, legt hij uit. "Ik ben een neurowetenschapper, dus ik kijk naar het brein. Mensen die werken met de alvleesklier kijken naar de alvleesklier," zei Ertürk. "Ze gebruiken het hele dier om naar een enkel orgaan te kijken. De rest van het dier wordt verspild."

Hopelijk kan uDISCO ingezet worden om wetenschappers een beter begrip van dysfuncties en ziekten te geven, en ons ondertussen verschaffen met wat ongelofelijke plaatjes van de mechanismen die ons doen werken.