Bij glaucoom, groene staar, onstaat schade aan de oogzenuw

Muizen, waarvan het gezichtsvermogen moedwillig was verstoord kregen een deel daarvan weer terug door visuele stimulering in combinatie met een gentherapie. Het bleek dat daardoor beschadigde netvliescellen weer verbinding met de hersens kregen. Mede door een verhoogde expressie van het eiwit mTOR groeiden de netvliesganglioncelaxonen (uitlopers) meer dan de onderzoekers voorzagen. Kennelijk wisten die uitlopers ook nog de juiste weg in de hersens te vinden.
“Het weer verbinden van zenuwcellen in het zichtsysteem is een van de grootste uitdagingen in de regeneratieve geneeskunde voor oogziektes zoals glaucoom (groene staar, as)”, zegt Paul Sieving, directeur van het Amerikaanse ooginstituut NEI. “Dit onderzoek toont aan dat het herstelvermogen bij zoogdieren groter is dan eerder aangenomen.”
De gezichts- of oogzenuw is de communicatieverbinding tussen de lichtgevoelige cellen in het netvlies en de hersens. Die bestaat uit zo’n miljoen axonen (uitlopers van zenuwcellen). Bij een hele reeks oogziektes, zoals glaucoom, wordt schade aangericht aan die axonen, waardoor het gezichtsvermogen vermindert. Bij volwassenen ‘weigeren’ de ganglioncelaxonen van het netvlies weer uit te groeien, wat betekent dat die schade bij volwassenen aan de axonen en dus het gezichtsvermogen permanent is.
De onderzoekers beschadigden bij muizen de oogzenuw van een oog net achter de oogbol. Vervolgens werden de muisjes in een ruimte gezet waar ze verschillende uren per dag hoogcontrastplaatjes kregen te zien. De gezichtszenuw van die muisjes vertoonden na een paar wegen enige axonaangroei in vergelijking met een controlegroep.

Eerder onderzoek had aangetoond dat het eiwit mTOR dienstig is bij het weer aangroeien van de axonen. De onderzoekers vroegen zich af of die visuele stimulering samen met het verhogen van de activiteit van mTOR de aangroei zou bevorderen. Daartoe zorgden ze er voor dat met behulp van een gentherapie de expressie van het mTOR-gen in de netvliesganglioncellen werd vergroot, twee weken voordat de gezichtszenuw van de proefmuisjes werd beschadigd. Vervolgens kregen de arme muisjes hun dagelijkse portie visuele stimulering.
Na drie weken zagen de onderzoekers dat de beschadigde axonen weer waren uitgegroeid tot in de zenuwkruising in de voorhoofdskwab van de hersens, een afstand van ongeveer 6 mm. Gestimuleerd door dit resultaat verhoogden de onderzoekers de activiteit van het eiwit mTOR en deden tijdens de visuele stimulering een lapje voor het goede oog. Die behandeling zorgde er voor dat de axonen over de volle lengte van de gezichtszenuw uitgroeiden en zich verbonden met de verschillende gezichtscentra in de hersens.

Opmerkelijke groei

“De grootste groei zagen we als we het goede oog afdekten, waardoor de muizen met hun beschadigde oog moesten kijken”, zegt onderzoeker Andrew Huberman van de Stanford-universiteit. In drie weken tijd groeiden de axonen 12 mm, vijfhonderd keer sneller dan onbehandelde axonen.
Opmerkelijk was dat de uitlopers de weg naar de juiste plaatsen in de hersens wisten te vinden. Volgens Huberman geeft dat antwoord op een vraag uit de regeneratieve geneeskunde: “Als een zenuwcel zich herstelt doet het dan maar wat of ‘herinnert’ die zich zijn oorspronkelijke ‘programma’ en vindt de weg naar de juiste hersengebieden?”

Met behulp van fluorescerende eiwitten in transgene muizen, die alleen actief worden in bepaalde netvliesganglioncellen, er zijn zo’n dertig soorten, konden de onderzoekers de groeiweg van de axonen volgen. Huberman: ” De twee typen cellen waar wij naar keken, alfacellen en melanopsinecellen, bleken goed in staat verbinding te leggen met de juiste locaties in de hersens waar ze zich verbonden en synapsen (zenuwcelverbindingen; as) vormden. Minstens zo interessant is dat ze niet naar een verkeerde locatie gingen.”
Het gezichtsvermogen van de muisjes werd met de gestimuleerde axongroei (visueel met behulp van mTOR) gedeeltelijk hersteld, zo bleek uit metingen bij de muisjes: het volgen van bewegende objecten, pupilrefelex, diepte zien en het zien van een gevaarlijke aanvaller. In dat laatste geval verstijven muizen of vluchten. De muisjes met de dubbelbehandeling scoorden beter dan de onbehandelde muizen.
Een beetje vervelende bijkomstigheid is dat bij oogziektes als glaucoom de oogzenuw anders beschadigd raakt dan door mechanische schade zoals in de proef. De onderzoekers gaan nu bij muismodellen van glaucoom uitzoeken of hun combinatiebehandeling daarbij ook succesvol is.

Bron: Science Daily