Giftige hersencellen mogelijk oorzaak hersenziektes

Stercellen of astrocyten

Stercellen vervullen veel nuttige taken, maar lijken niet alleen bij MS-patiënten in de fout te gaan.

Stercellen of astrocyten komen in onze hersens veel meer voor dan de neuronen, de ‘gewone’ hersencellen. Ze doen daar allerlei goed werk, maar kunnen zich ontpoppen tot doders die aan de basis (zouden kunnen) liggen van allerlei hersensziektes, denken onderzoekers. De onderzoekers zien mogelijkheden voor behandeling.
“We weten dat stercellen aan de goede kant staan”, zegt onderzoeker Ben Barres van de Californische Stanforduniversiteit. “Bij mensen met hersenbeschadigingen duikt een afwijkende versie echter in grote hoeveelheden op op de verkeerde plaatsen, zo blijkt uit monsters van mensen met ziektes als Parkinson, Alzheimer en multiple sclerose. Dat zou gevolgen kunnen hebben voor de behandeling van die ziektes.”

De neurobioloog houdt zich al dertig jaar bezig met hersencellen die geen zenuwcellen zijn. Volgens hem is het net verworven inzicht de belangrijkste ontdekking in zijn lab tot nu toe. Voor de (mogelijke) behandeling van hersenziektes denkt de farmaceutische industrie, volgens Barres, vooral aan zenuwcellen. Hij denkt echter dat verschillende hersenaandoeningen te behandelen zijn door de omvorming van stercellen naar giftige cellen te blokkeren of het door die cellen geproduceerde gif onschadelijk te maken.

Schudden

Ooit werd gedacht dat de stercellen de neuronen moesten beschermen tegen schudden als we, bijvoorbeeld, aan het sporten zijn. Deze gliacellen (glia schijnt Grieks voor ‘lijm’ te zijn) doen echter veel meer. Ze vergroten de overlevingskansen van de neuronen, helpen mee bij het vormen van de onderlinge verbindingen en nog zo wat. Het is ook bekend dat bij hersenschade door, bijvoorbeeld, een beroerte, stercellen in ruste worden omgevormd tot reactieve astrocyten met andere eigenschappen en gedragingen. Tot nu toe was het echter een open vraag of dat een verandering ten goede of ten slechte was.

In 2012 ontdekte Barres dat er twee typen reactieve stercellen zijn, die hij A1 en A2 noemde. In de aanwezigheid van LPS, een eiwit uit de celwand van bacteriën, vormden de stercellen zich om tot A1’s. Die vormen grote hoeveelheden ontstekingveroorzakende stoffen. A2’s ontstaan bij tekort aan zuurstof, veroorzaakt door, onder meer, een beroerte; de goede, dus. Ze produceren stoffen die de groei van neuronen bevordert en hun gezondheid en overlevingskans in de buurt van de schade vergroot.
De vraag is vervolgens: Hoe ontstaan die A1’s? En als ze eenmaal zijn ontstaan, wat doen ze dan? Het recente onderzoek geeft op beide vragen een antwoord, zeggen de onderzoekers.

Het bleek hun dat de afweercellen in de hersens, de microgliacellen, geactiveerd door LPS of hersenschade, ontstekende factoren uitspugen die het gedrag van de stercellen beïnvloeden. Uit proeven met muizen bleek dat er na blootstelling aan LPS drie ontstekingsfactoren worden geproduceerd: TNF-alfa, IL-1-alfa en C1q. Die drie stoffen worden uisluitend geproduceerd door microgliacellen. Samen zorgen ze voor de omvorming van stercellen in ruste tot A1-cellen.
A1’s hebben niet langer de voedende taken bij de vorming en het functioneren van hersencelverbindingen, die Barre al eerder bij stercellen in ruste had gezien. Ze worden giftig voor neuronen.

Netvlies

In het netvlies bevinden zich zogeheten retinale of netvliesganglioncellen die informatie van de lichtgevoelige cellen in het netvlies doorgeven aan de hersens. Die cellen zijn alleen te kweken in petrischaaltjes samen met stercellen. De onderzoekers deden dat met cellen van knaagdieren samen met of rustende stercellen of A1’s. Ze telden vervolgens het aantal celcontacten (synapsen). De ganglioncellen die samen met A1’s gekweekt werden vormden half zo veel synapsen als die ‘opgroeiden’ met rustende stercellen en die gevormd waren werkten nog niet eens goed. Ook bleek dat de A1-cellen het vermogen hadden verloren om overtollige of slecht werkende synapsen te verwijderen. Die zijn slecht voor het goed functioneren van de hersens.
Als aan de kweek van gezonde netvliesganglioncellen toenemende hoeveelheden werden toegevoegd van een oplossing waar A1’s hadden ‘gebadderd’, dan stierven uiteindelijk alle ganglioncellen. Dit was voor de onderzoekers het bewijs dat A1’s dodelijk gif produceren. Dat bleek ook te gebeuren met andere typen zenuwcellen die m.m. dezelfde behandeling kregen, zoals de bewegingszenuwcellen(motorneuronen), die sterven bij ALS (amyotrofe laterale sclerose), en dopaminecellen, die bij Parkinson op mysterieuze wijze verdwijnen. Ook oligodendrocyten, gliacellen die een rol spelen bij de isolering van de verbinding tussen zenuwcellen, waren niet bestand tegen het ‘badwater’ van A1’s. Vernieling van de bescherming van die verbindingen leidt tot multiple sclerose.

Oogzenuw

De onderzoekers sneden oogzenuwen van proefdieren door. Dat leidt meestal snel tot het afsterven van de retinale ganglioncellen waarvan de uitlopers, de axonen, de oogzenuw vormen. Waarom die zenuwcel sterft bij het doorsnijden van de axonen was tot nu toe een raadsel. Barre c.s. weten nu het antwoord: A1’s. Vlak nadat de axonen waren doorgesneden werden de A1’s gevormd. Als de drie ontstekingsfactoren (TNF-alfa, IL-1-alfa en C1q) werden geneutraliseerd met antilichamen dan werden er geen A1’s gevormd en stierven de netvliesganglioncellen in de proefdieren niet.

In een laatste proefneming analyseerden de onderzoekers monsters hersenweefsels van (menselijke) patiënten met Alzheimer, Parkinson, Huntington, ALS en MS. In alle gevallen zagen ze grote hoeveelheden A1’s, vooral op plaatsen waar de ziekte in de hersens aangrijpt. Zo vonden ze bij Alzheimer dat 60% van de stercellen in de voorhoofdskwab, het deel van de hersens dat met name door die ziekte getroffen wordt, A1-cellen waren. Aangezien A1’s zeer giftig zijn voor zowel zenuwcellen als oligodendrocyten, denken de onderzoekers dat de vorming van A1’s de drijvende kracht is bij deze hersenziektes.
“Onze onderzoeksresultaten suggereren dat acute schade aan hersens, netvlies en ruggenmerg en neurodegeneratieve aandoeningen veel beter te behandelen zijn dan tot nu toe is gedacht.” Barre c.s. zijn er nog net achter welk gif de A1-astrocyten verspreiden, maar ze zijn aan de slag gegaan daar achter te komen.

Bron: Science Daily

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.