Hersenbank Het eerste donorbrein ging in 1985 de vriezer in. Veertig jaar later is de Nederlandse Hersenbank hard op zoek naar donoren met psychiatrische aandoeningen.
Medewerkster Ashley Pascual toont een geconserveerde rechter hersenhelft.
Voorzichtig trekken twee felgroen gehandschoende handen het deksel van een witte emmer. Je zou muurverf verwachten, maar hier diepen de handen een stopverfkleurig, geribbeld stuk weefsel op uit bruinige vloeistof. Het is de rechterhelft van het brein van een onlangs overleden donor. Delen van de linkerhelft dobberen er ook. Een fascinerend idee dat het orgaan in deze emmer kortgeleden nog de dromen, daden en gedachten van de schenker voortbracht.
We zijn in de laboratoria van de Nederlandse Hersenbank in Amsterdam, en we kijken in één van de bijna 5.300 witte emmers met menselijke hersenen die ze verzamelden in dit oude gebouw in Amsterdam-Zuidoost. De Hersenbank bestaat op 18 september veertig jaar.
In 1985 richtte hoogleraar neurobiologie Dick Swaab de Hersenbank op voor zijn onderzoek naar de ziekte van Alzheimer. Hij wierf donoren in verpleeghuizen en stond vaak zelf ’s nachts de hersens van overleden donoren uit te nemen. Nu heeft de bank dik vijfduizend breinen in de collectie – van mensen met alzheimer, parkinson of multiple sclerose (MS), maar ook met psychiatrische aandoeningen en van gezonde mensen.
Maar het is niet genoeg. „De Hersenbank heeft een groot tekort aan hersenen van mensen met psychiatrische aandoeningen, en van mensen zonder hersenziekte”, zegt Inge Huitinga, de huidige directeur van de Hersenbank. Die breinen zijn nodig voor haar toekomstplannen: een met AI doorzoekbare database van alle vergaarde kennis over psychiatrische symptomen.
De Hersenbank is in al die jaren uitgegroeid tot een gerenommeerd instituut. Wetenschappers van over de hele wereld vragen er weefsel aan. Bijvoorbeeld van vijftien mensen die een depressie hadden, en van vijftien mensen zonder hersenziekte. Ruim 6.000 stukjes stuurt de bank jaarlijks op, voor meer dan 1.500 onderzoeksprojecten. Alleen al in de laatste tien jaar verschenen er meer dan duizend publicaties op basis hiervan. „Het is de enige manier om cellen en moleculen in intacte menselijke hersenen te bestuderen, met hersenscans kunnen we niet zo gedetailleerd kijken”, zegt Huitinga, ook hoogleraar neuroimmunologie aan de Universiteit van Amsterdam. Ze leidt haar bezoek langs de schat aan menselijk hersenweefsel die is opgeslagen in de kamers en vriezers in deze vleugel van het Nederlands Herseninstituut waar de Hersenbank huist.
Toen Huitinga in 2007 de Hersenbank onder haar hoede kreeg, besloot ze direct de collectie met psychiatrische aandoeningen uit te breiden. In 2011 begon ze een programma om donoren te registeren met depressie, bipolaire stoornis, schizofrenie, ADHD, autisme, dwangstoornis of posttraumatische stress-stoornis. „Dat zijn de minst begrepen stoornissen, met een grote persoonlijke en maatschappelijke impact”, zegt ze.
„De duizenden andere witte emmers kan ik helaas niet laten zien”, zegt Huitinga terwijl het deksel weer op de emmer gaat. Vanwege ruimtegebrek staan die in een gehuurde opslagruimte. Maar de rest van de unieke collectie laat ze graag zien. Want die dobberende hersenen zijn nog maar het begin.
Hoe zo’n brein in een emmer belandt, vertellen Huitinga en een paar collega’s tijdens de tour. „Zodra de ‘donortelefoon’ gaat, barst het los. 24 uur per dag staat er iemand paraat om die op te nemen”, zegt Huitinga. Want elke seconde telt.
Zodra de donor is gestorven belt zijn of haar contactpersoon de Hersenbank. Een begrafenisondernemer brengt de overledene in een rouwauto naar het Amsterdam UMC. Daar staat het rap opgetrommelde team klaar voor de obductie, het uitnemen van de hersenen.
De donor belandt op de snijtafel. Voorzichtig snijdt de sectie-assistent via het achterhoofd de hoofdhuid los en klapt die over het gezicht. Zo kan die het schedeldak als een deksel loszagen, en is er na afloop niets meer te zien als de overledene is opgebaard. Het helpt ook bij de procedure, zegt medewerker Danae de Gooijer. „Als de overledene binnenkomt is het echt een persoon, dat blijft aangrijpend. Maar als de huid over het gezicht ligt, kun je wat meer afstand nemen en je richten op het werk.”
„Het gaat allemaal razendsnel”, vertelt Huitinga. Een doos met vooraf gelabelde metalen busjes, plastic containers, zakjes en spuiten staat altijd klaar om mee te nemen naar de obductie. Volgens een strak geregisseerd protocol haalt de patholoog het brein eruit, soms ook de ogen, er wordt bloed opgevangen en er worden twintig vast omschreven gebiedjes uitgesneden. Die zijn voor alle donoren hetzelfde. Daarna volgen nog vele andere stukjes – bij elk ziektebeeld is die serie anders. Alle gebiedjes waarin de wetenschap interesse heeft gaan in de potjes. „Bij de ziekte van Alzheimer zijn dat zo’n tachtig gebieden, dan zijn we snel klaar”, zegt Huitinga. „Maar bij depressie zijn het er wel 250. We weten simpelweg nog niet waar we moeten kijken.”
Het handige van hersenen is dat er van vrijwel ieder hersengebied een duplicaat is in de andere hersenhelft. Hierdoor kan het weefsel op twee verschillende manieren worden bewaard, elk met zijn eigen onderzoeksmogelijkheden.
Hersenen gevat in kunststof.
Stukjes van de linker hersenhelft gaan in de genummerde metalen busjes – die worden snel ingevroren en in gigantische vrieskisten bij -70°C bewaard. Die kunnen in flinterdunne plakjes worden gesneden, die op microscoopglaasjes worden geplakt. Daarin is bijvoorbeeld genetische informatie te bestuderen, of is met een sterke microscoop gedetailleerd te zien hoe de hersencellen er vanbinnen uitzien. In een ruimte waar twaalf vrieskisten staan te zoemen diept een medewerker uit een vriezer het allereerste weefsel uit de collectie op, een stukje van de zogeheten hippocampus, de spil van het geheugen, van een alzheimerpatiënt uit 1985. Ook hier is veertig jaar later nog onderzoek op te doen.
De gespiegelde stukjes uit de rechter hersenhelft van de donor worden na conservering gevat in grijze blokjes paraffine, een soort kaarsvet. Ook van die blokjes kunnen onderzoekers plakjes snijden, die op glaasjes plakken en de cellen een kleurtje geven. Dat geeft onder de microscoop informatie over waar bepaalde cellen of eiwitten zitten.
Huitinga zwaait de deur open van een kleine opslagruimte. Langs de vijf meter lange wand verrijzen hoge kasten met honderden laatjes. Onderin platte smalle schuifplanken, met jaartallen van de vorige eeuw. En bovenin blauwe minilaatjes, hier staan rechtop microscoopglaasjes in het gelid. Stukjes van duizenden rechter hersenhelften, vakkundig uitgesneden, gekleurd en opgeborgen. Onderzoeker Lukas Lütje houdt een van de glaasjes tegen een stuk wit papier en toont brede ontstoken gebieden rond de zenuwcellen van iemand met MS.
„Soms staan er bij het uitnemen van het donorbrein ook wetenschappers klaar om proeven te doen met vers uitgenomen weefsel”, vertelt Huitinga. Om elektrische signalen tussen hersencellen te meten, of om cellen te kweken. „Het is een enorme hectiek. Binnen twee, drie uur is alles gesneden, bevroren, gefixeerd. Daarom doen we het maximaal 150 keer per jaar.”
Gemiddeld is binnen 6,5 uur na overlijden van de donor de klus geklaard. Het lichaam kan terug naar de nabestaanden.
Al die metalen buisjes, paraffineblokjes en microscoopglaasjes vormen de grootste schat van de Hersenbank. Om de biologische informatie die ze herbergen, maar ook omdat het bij elke donor opnieuw een kostbare procedure is. Ieder jaar moet Huitinga 1,3 miljoen euro binnenhalen – onder meer via beurzen en giften van patiëntenverenigingen. Geld van onderzoekers vraagt de Hersenbank alleen voor het werk om een donatie heen, het weefsel zelf kost niets.
In al die jaren heeft de collectie van de Hersenbank al tot veel ontdekkingen geleid. „Er is mee ontdekt dat bij parkinson en alzheimer bepaalde eiwitten verkeerd gevouwen worden en zo het functioneren van het brein verstoren”, zegt Huitinga.
Er zijn kenmerkende moleculen gevonden die als merkstof gebruikt worden bij onderzoek naar parkinson of bij alzheimer, vertelt ze. Ook de ontwikkeling van het onlangs in Europa toegelaten nieuwe – matig werkende – alzheimermiddel lecanemab is gestoeld op de kennis over een van die ophopende eiwitten, bèta-amyloïd.
Achter hoge kastdeuren in een gang liggen gestapelde houten dienbladen met microscopische preparaten van hersenen van homoseksuele mannen uit de jaren tachtig, toen het dodelijke humaan immunodeficiëntievirus (hiv) rondging. Die mannen overleden in die tijd vaak jong, aan aids.
In deze weefsels ontdekte Swaab in die tijd het roemruchte hersengebiedje dat bij de bestudeerde homoseksuele mannen groter was dan bij heteromannen, en een ander gebiedje dat bij cis- en transvrouwen kleiner is dan bij mannen. Voor hem een bewijs dat seksuele voorkeur en genderidentiteit aangeboren zijn, maar het ontketende telefoonterreur, bommeldingen en dreigbrieven. „Dat was controversiëel en dat kan ik me voorstellen. Het kon als stigmatiserend worden ervaren”, aldus Huitinga. „Maar anderen zagen het juist als een erkenning.”
Gloednieuw is het onderzoek naar chronische vermoeidheid, ME/CVS. Sinds een jaar werft de Hersenbank donoren onder die patiënten. Huitinga leidt het. Ze kijken naar een gebied diep onder in de hersenen, de hypothalamus, die bijna alle hormonale processen dirigeert, waaronder geslachtshormonen en stresshormonen. „De eerste resultaten tonen grote verschillen met gezonde donoren”, zegt Huitinga. Maar die wil ze eerst nog beter analyseren voordat ze er meer over wil zeggen.
Met de modernste biomedische technieken valt nu meer informatie uit het hersenweefsel te halen dan ooit. „Sinds het begin van deze eeuw kunnen we het complete genoom van een donor in kaart brengen. Nu kunnen we op het niveau van eiwitten en vetten per cel bekijken wat daar tot expressie komt.”
Met die steeds grotere hoeveelheid unieke gegevens van de Nederlandse Hersenbank heeft Huitinga ambitieuze plannen. Met alle informatie over het ziekteverloop en over genen, eiwitten en andere moleculen bij psychiatrische aandoeningen bouwt ze een met AI doorzoekbare database. Daar is vorig jaar, dankzij een tienjarige beurs van ruim 23 miljoen euro van het Rijk, een nationaal samenwerkingsverband voor opgericht, het Instituut voor Chemische Neurowetenschappen. Het moet leiden tot een moleculair naslagwerk van symptomen die bij meerdere stoornissen kunnen voorkomen, zoals angst of depressie, en welke moleculen daarbij betrokken zijn. „De hoop is om op die manier betere diagnoses en behandelingen te kunnen bieden”, zegt Huitinga. „En daarvoor hebben we meer hersendonoren nodig, gezonde mensen en vooral mensen met een psychiatrisch ziektebeeld.”
Aan breinen van overleden psychiatrische donoren heeft de Hersenbank een schreeuwend tekort. „We hebben nu 1.500 geregistreerde donoren met psychiatrische stoornissen, maar nog maar 258 breinen van overledenen in het archief. Dat moeten er minstens tien of twintig keer meer worden om met zekerheid conclusies te kunnen trekken.”
Waar Swaab verpleeghuizen afliep om lezingen te geven en donoren te werven, richt Huitinga zich met flyers, lezingen en gesprekken op psychiaters en patiëntenverenigingen. „En we werken samen met andere hersenbanken, zoals in de VS. Voor depressie en voor bipolaire stoornis verwacht ik over vijf tot tien jaar de eerste kenmerkende moleculen voor diagnostiek te kunnen identificeren.”
Er kwam wel kritiek op dit idee, vertelt Huitinga. „Van een persoon met al zijn belevingen kun je natuurlijk geen atlas maken. Die mystiek blijft. Maar wij zoeken naar kenmerkende veranderingen op moleculair niveau. Zodat we misschien iets kunnen doen aan al die verschrikkelijke symptomen.”
Wie zijn hersenen of ruggenmerg wil doneren na overlijden kan niet zomaar een vinkje zetten in het landelijke Donorregister – dat is alleen bedoeld voor het doneren van organen voor transplantatie, of voor onderzoek daarnaar. Om hersendonor te worden moet iemand zich persoonlijk registreren bij de Hersenbank, en een tweede persoon moet mede-ondertekenen. Jaarlijks melden zich zo’n 200 tot 300 mensen aan.
De langst ingeschreven donor? Dat is Dick Swaab zelf. Hij was in 1985 de eerste, en dat blijft hij nog wel even. Voorlopig zit de emeritus hoogleraar nog vrijwel dagelijks in zijn werkkamer, vlak bij de hersenschatkamer die hij ooit begon.
Doorzie de wereld van technologie elke week met NRC-redacteuren
Source: NRC