Log in om uw persoonlijke bookmarks op te kunnen slaan.
Ontwikkeling therapie alzheimer: ‘science fiction’ omzetten naar ‘science’
Onderzoekers (VU Amsterdam) en neurochirurgen (VUmc) hebben samen aan een studie van levende neuronen uit hersenweefsel gewerkt. Daarmee kunnen ze de cellulaire opbouw van de hersenen in kaart brengen. Die informatie maakt verder onderzoek naar hersenziekten, zoals de ziekte van Alzheimer, mogelijk. Prof. dr. Huib Mansvelder, hoogleraar Neurofysiologie, gaf leiding aan dit Brainscapes-project. “Samenwerking tussen medische en basale wetenschappers is hard nodig.”
Het Brainscapes-project van prof. dr. Huib Mansvelder en collega’s streeft naar contact tussen genetica, bioinformatica en neurowetenschappen, zodat onderzoekers gezamenlijk nieuwe analytische en functionele methoden kunnen ontwikkelen. Daarmee kunnen ze de gevolgen van risico-genen bestuderen op de functie van specifieke celtypen, hun connecties en functionele werking. Het doel van Brainscapes is om nieuwe aanknopingspunten te ontdekken voor betere therapieën en behandeling van hersenziekten.
Effectgrootte en overrepresentatie
“Als een gen is gevonden dat is geassocieerd met bijvoorbeeld schizofrenie, dan betekent dat nog niet dat we meteen begrijpen hoe die ziekte tot stand komt”, zegt Mansvelder. Deze associaties kennen namelijk een kleine effect size: de mate waarin een afwijking daadwerkelijk aan een ziekte bijdraagt. “Bij genetische afwijkingen is die vaak kleiner dan een procent. Veel genetische variaties samen hebben een grotere effect size, van zo’n twintig procent.”
“Onze studie wilde de genexpressie van celtypen in de hersenschors in kaart brengen, maar ook eiwitten en structuren identificeren die die cellen hun functie geven”
Overrepresentatie
“Als we al die variaties hebben geïdentificeerd, betekent dat nog steeds niet dat we de oorzaak van een ziekte weten”, zegt Mansvelder. “Maar we kunnen dan wel beter begrijpen hoe de ziekte tot stand komt. Dat is de strategie van Brainscapes: kijken naar polygenetische aandoeningen zoals schizofrenie in termen van overrepresentatie van geassocieerde genen in bepaalde types hersencellen. De volgende stap is de zoektocht naar mogelijke aangrijpingspunten.”
Verdwijnende cellen
Mansvelder en zijn collega’s droegen hieraan hun steentje bij in de vorm van een wetenschappelijk artikel*, dat recent werd gepubliceerd in een speciale editie van Nature, die volledig in het teken stond van het Brain Initiative, een Amerikaans project dat een cellulaire atlas van het menselijke brein moet opleveren. “Ons artikel is een van de weinige in deze Nature-editie dat gaat over menselijke hersenen”, zegt Mansvelder. “Het doel van onze studie was de genexpressie van celtypen in de hersenschors in kaart te brengen, maar ook het identificeren van eiwitten en structuren die die cellen hun functie geven.”
“De volgende stap is om de genetische vingerafdruk van deze cellen in kaart te brengen. Die kunnen we gebruiken als adres om ze specifiek te benaderen”
Excitatoire glutamaterge pyramidaalcellen
De onderzoekers gebruikten voor hun studie hersenweefsel dat werd gedoneerd door patiënten die neurochirurgische operaties ondergingen om epilepsie of hersentumoren te behandelen. Die studie wees uit dat de diversiteit van excitatoire glutamaterge pyramidaalcellen in laag 2 en 3 van de menselijke motorische cortex groter was dan bij die van de muis. Deze cellen zijn verantwoordelijk voor communicatie tussen hersengebieden, legt Mansvelder uit. “We weten dat juist die cellen als eerste verdwijnen bij de ziekte van Alzheimer. De langeafstandscommunicatie verdwijnt als het ware. Als je kijkt naar het fenotype van de ziekte van Alzheimer, vooral naar klachten die samenhangen met een verminderde cognitie, dan is dat een logisch gevolg.”
Gentherapie
Het artikel van de Amsterdamse wetenschappers is slechts een opmaat voor verder onderzoek, zegt Mansvelder. Hij denkt daarbij aan gentherapie, die in het geval van alzheimer-cellen beschermt tegen degeneratie. Maar omdat veel behandelingen van hersenziekten juist vanwege de veelheid aan hersencellen gepaard gaan met bijwerkingen en aspecificiteit, moet een mogelijke nieuwe gentherapie daarom vooral landen op het juiste adres. “De volgende stap is daarom om de genetische vingerafdruk van deze cellen in kaart te brengen. Die kunnen we gebruiken als adres om ze specifiek te benaderen.”
“Een therapie voor alzheimer is wel wat ingewikkelder dan een vaccin tegen het coronavirus”
Science fiction
Mansvelder is zich bewust van de science fiction die dat idee uitstraalt. “We moeten eerst gewend raken aan het feit dat we gentherapie nu al kunnen toepassen. Kijk naar het coronavaccin, waarmee we lichaamscellen de opdracht geven tot het produceren van specifieke eiwitten”, zegt Mansvelder. Een therapie voor alzheimer is wel wat ingewikkelder dan een vaccin tegen het coronavirus. Hij benadrukt daarom het belang van samenwerking tussen medische professionals en basale wetenschappers zoals hijzelf. “Die is hard nodig om meer te weten te komen over de celtypen in de hersenen. Zonder interactie komen we geen stap verder, en zetten we de science fiction nooit om naar science.”