PDF Basket
Neurodegeneratieve aandoeningen, zoals alzheimer, parkinson en amyotrofische laterale sclerose (ALS) hebben allemaal invloed op de hersenen. Ze kunnen problemen veroorzaken die variëren van dementie tot verlamming.
“Het project RobustSynapses richtte zich op een van de belangrijkste onvervulde medische behoeften – het feit dat er voor geen van deze ernstige neurodegeneratieve aandoeningen genezing mogelijk is”, legt de Patrik Verstreken, hoofdonderzoeker van RobustSynapses en tevens wetenschappelijk directeur en groepsleider van het VIB Center for Brain & Disease Research aan de universiteit van het Belgische Leuven uit. “Als we deze uitdaging aan willen gaan, moeten we ons concentreren op wat er in het beginstadium van deze ziekten gebeurt.”
Effectievere behandelingen
Het door de EU gefinancierde project RobustSynapses richt zich specifiek op synapsen. Deze kleine verbindingen, die alleen bestaan tussen eindpunten van zenuwcellen in de hersenen, maken het overdragen van signalen van het ene neuron naar het volgende mogelijk. Synapsen zijn dus essentieel voor het functioneren van de hersenen. Vaak zijn dit de eerste plekken die door de zich ontwikkelende neurodegeneratieve aandoening worden beïnvloed.
In dit door de Europese Onderzoeksraad ondersteunde project wilde Verstreken een beter inzicht verkrijgen in hoe deze synapsen precies werken en waardoor het mis kan gaan. Zijn hypothese was dat deze kennis het voor medische professionals mogelijk zou maken om de ziekteprogressie eerder te identificeren, waardoor ze effectiever zouden kunnen ingrijpen. Dit zou kunnen leiden tot effectievere behandelingen en een verlichting van problemen voor patiënten op termijn.
Het projectteam bestudeerde als eerste wat er gebeurde bij synapsen in fruitvliegjes, waarbij ze nieuwe methoden voor genoombewerking gebruikten. “We ontdekten dat er specifieke mechanismen in de synaps zijn die nodig zijn om verstorende elementen te verwijderen”, voegt Verstreken toe. “Als dit niet gebeurt, werken de synapsen niet goed en ontstaan er problemen.”
Vervolgens paste het team deze bevindingen in vitro toe op menselijke neuronen, gegenereerd uit huidcellen van patiënten. Met deze combinatie van benaderingen kon het projectteam synaptische processen eerst live onderzoeken, en vervolgens hun bevindingen bevestigen – of niet – in menselijke zenuwcellen.
Een essentiële bevinding, die bij beide benaderingen werd bevestigd, was dat problemen bij de synaps werden veroorzaakt door een proces dat ‘synaps-specifieke autofagie’ wordt genoemd. Verstreken is van mening dat deze ontdekking nieuwe mogelijkheden kan bieden voor therapeutische doelstellingen in de behandeling van neurologische aandoeningen. “Een van onze meest spannende innovaties was dat we tools konden ontwikkelen die de defecten verstoren die door dit proces bij synaptische contacten worden opgewekt, inclusief cognitieve achteruitgang”, zegt hij. “We zetten dit nu voort in de hoop dat we echte therapeutische interventies kunnen ontwikkelen.”
Spannende onderzoekmogelijkheden
Dit werk vordert in rap tempo in het lab van Verstreken. “Eerst gebruiken we een benadering voor een enkele cel, om te bepalen welke cellen in de hersenen het meest worden beïnvloed door de synaptische processen die we hebben blootgelegd”, legt hij uit. “Een spannende ontdekking was toen we ontdekten waarom patiënten met parkinson vaak slaapproblemen hebben.”
Verstreken is van plan om deze onderzoekslijn in de toekomst uit te breiden, om in de hersenen van patiënten te zoeken naar andere cellen die worden beïnvloed. Deze kunnen vervolgens worden gemodelleerd in passende systemen in het lab; in levende dieren, zoals in het project, of in menselijke neuronen uit huidcellen.
“Ten tweede hebben we, zoals ik al eerder vertelde, een manier gevonden om de effecten van ‘synaptische autofagie’ te verstoren”, gaat Verstreken verder. “We kunnen dit bereiken door proteïnen te manipuleren die centraal staan in dit proces en die bij mutaties in patiënten het risico op parkinson vergroten. We ontwikkelen nu effectieve tools om dit te bereiken, samen met onze partners uit de branche.”
De spannende onderzoekmogelijkheden die met het project RobustSynapses zijn gegenereerd, hebben de deur geopend voor nieuwe benaderingen van neurodegeneratieve ziekten. Aangezien er momenteel geen genezing mogelijk is, kan het identificeren van nieuwe routes naar nieuwe therapieën een enorm positief effect hebben op de mensheid. “Gezien het grote aantal mensen dat lijdt aan neurodegeneratie, kan de impact zeer omvangrijk zijn” sluit Verstreken af.