Bron van jeugd: HTT-eiwit herstelt neuronen door jeugdige staat te behouden

Een team wetenschappers heeft onlangs hun bevindingen gepubliceerd over hoe ons lichaam in staat is om hersen- en ruggenmergletsel te herstellen. Ze ontdekten dat het huntingtine-eiwit een belangrijke rol speelt bij het herstellen van beschadigde zenuwcellen.

Herstel van zenuwstelselschade – de heilige graal van de medische wetenschap

Het is al lang de ambitie van veel wetenschappers om manieren te vinden om schade aan de hersenen en het ruggenmerg te helpen herstellen. Door te bestuderen hoe het zenuwstelsel kan genezen, hopen wetenschappers aanwijzingen te krijgen over hoe schade precies kan worden hersteld, wat op zijn beurt kan helpen bij het ontwikkelen van medicijnen of therapieën om mensen met zenuwstelselletsel te behandelen.

Een van de manieren waarop we schade aan het zenuwstelsel kunnen herstellen, is door gebruik te maken van een type stamcel dat gemakkelijk een hersencel kan worden. Deze neurale stamcellen ontwikkelen zich tot neurale voorlopercellen, of NPC’s. Net als andere soorten stamcellen zijn dit cellen die zich nog niet volledig hebben ontwikkeld; ze groeien uit tot verschillende soorten zenuwstelselcellen, maar zijn nog niet helemaal zover. Wetenschappers kunnen NPC’s transplanteren op de beschadigde gebieden van het zenuwstelsel, op een vergelijkbare manier als waarop we weefsels en organen transplanteren. Eenmaal getransplanteerd, helpen de NPC’s de andere cellen te groeien en opnieuw met elkaar te verbinden, waardoor de functie van het beschadigde deel van het zenuwstelsel wordt hersteld.

Moderne hulpmiddelen helpen eeuwenoude vragen te beantwoorden

Professor Mark Tuszynski en collega’s zijn geïnteresseerd in het onderzoeken van precies hoe NPC-transplantaties kunnen helpen bij het herstellen van hersen- en ruggenmergschade. In hun onlangs in Nature gepubliceerde studie onderzochten ze het herstel van het zenuwstelsel met behulp van moderne neurowetenschappelijke en genetische hulpmiddelen om de details van het proces te bekijken.

Om te onderzoeken hoe NPC’s helpen bij het herstellen van ruggenmergschade, bestudeerde het team muizen met ruggenmergletsel, en behandelde sommige van hen door NPC’s te transplanteren. Vervolgens vergeleken ze de behandelde en onbehandelde muizen door te monitoren welke genen aan- en uitgeschakeld werden tijdens het genezingsproces. Onverwachts ontdekten de wetenschappers dat de beschadigde cellen terugkeerden naar een embryonale staat. Dit betekent dat de cellen vergelijkbare genen aan- en uitgeschakeld hadden als de zenuwstelselcellen die je zou vinden in vroege stadia van neurale ontwikkeling bij embryo’s. Bovendien bleek bij het vergelijken van het herstel van ruggenmergschade met en zonder de NPC-transplantaties, dat deze embryonale staat langer wordt gehandhaafd met de transplantaties.

Wetenschappers in het team veronderstellen dat het terugkeren naar een onrijpe of embryonale staat de beschadigde cellen hielp om opnieuw te groeien en het herstel van schade bevorderde. Dit is een nette bevinding die sterk verschilt van het dogma van 20 jaar geleden dat de hersenen een statisch orgaan waren dat niet in staat was tot herstel.

Wie zit er aan het stuur?

Om erachter te komen wat de beschadigde cellen aanzette om terug te keren naar de embryonale staat, keken Tuszynski en collega’s naar welke genen aan- en uitgeschakeld waren tijdens het herstel van het letsel. Interessant genoeg ontdekten ze dat huntingtine deze rol zou kunnen spelen.

Zoals alle lezers waarschijnlijk weten, is huntingtine het eiwit dat wordt gecodeerd door het huntingtine-gen, dat gemuteerd is bij patiënten met de ziekte van Huntington. We hebben nog steeds geen volledig beeld van wat dit eiwit onder normale omstandigheden doet in de cellen van ons lichaam in zijn niet-gemuteerde vorm en veel wetenschappers werken hard om dit uit te zoeken.

Het werk van Tuszynski en collega’s suggereert dat huntingtine de centrale speler is in zenuwcelregeneratie in hun modellen. Ze ontdekten dat huntingtine hielp om beschadigde zenuwcellen in de embryonale staat te houden, wat de regeneratie van zenuwcellen bevorderde. Toen de wetenschappers keken naar zenuwschade in muismodellen waarbij huntingtine uit de ruggengraat was verwijderd, was het herstel van ruggenmergletsel zelfs met 60% verminderd – een enorm effect! Dit suggereert dat huntingtine zeer belangrijk is voor het herstel van neuronen na letsel.

Maar wat betekent dit voor HD-onderzoek?

De bevindingen van Tuszynski en collega’s zijn een grote stap voorwaarts in termen van ons begrip van het normale huntingtine-eiwit en wat zijn functie zou kunnen zijn in de hersenontwikkeling. Het is verleidelijk om te speculeren dat de HD-mutatie de manier waarop ons zenuwstelsel zichzelf kan herstellen zou kunnen belemmeren en veel andere wetenschappers proberen nu zeker uit te zoeken of dat het geval is. Dit zou kunnen verklaren hoe neurodegeneratie ontstaat bij HD-patiënten, maar verder onderzoek is nodig om deze hypothese te bevestigen.

Voor alle fanatieke HDBuzz-lezers is het belangrijk op te merken dat de huntingtine-verwijdering die de wetenschappers in hun muismodel gebruikten, heel anders is dan de huntingtine-verlagende onderzoeken die momenteel worden uitgevoerd door Wave, Roche en uniQure. In deze experimenten verwijderden de onderzoekers 100% van het huntingtine in de hersen- en ruggenmerggebieden die ze bestudeerden, om de rol van huntingtine daar beter te begrijpen. De klinische onderzoeksbenaderingen zijn ontworpen om de huntingtine-niveaus te verlagen in de delen van de hersenen die het meest worden aangetast door HD. Ze verwijderen niet 100% van het eiwit, dus we zouden niet verwachten dat de onderzoeken het herstel van zenuwschade op dezelfde manier beïnvloeden.

Deze spannende nieuwe studie zal zeker een nieuwe golf van experimenten in HD-labs over de hele wereld op gang brengen; we wachten met spanning op hun bevindingen!

Meer informatie

• Link naar de originele studie in Nature (volledig artikel vereist betaling of abonnement)