ENGINEERINGNET.BE - Een nieuwe studie van onderzoekers van het Vlaams Instituut voor Biotechnologie (VIB) en de KU Leuven identificeert de molecules die aan de basis van dit proces liggen.
Evgenia Salta, wetenschapper in het team van Bart De Strooper (VIB-KU Leuven), gebruikte zebravissen als model in moleculair hersenonderzoek en ontdekte een niet eerder beschreven regelproces voor de ontwikkeling van zenuwcellen.
Zij licht toe: “Het menselijke brein bevat stamcellen, dit zijn cellen die nog niet zijn uitgegroeid tot zenuwcellen, maar dat wel kunnen doen.”
Stamcellen zijn uiteraard cruciaal in de ontwikkeling van het brein. Bij zebravisjes bestaan overeenkomstige stamcellen. Daarom vormen de visjes een ideaal model om het gedrag van deze cellen te bestuderen. Tijdens de vroege embryonale ontwikkeling wordt de verdere uitrijping van deze cellen geregeld door een zogenaamde Notch-signaalweg.
Over Notch-processen in de hersenen van Alzheimerpatiënten tasten wetenschappers nog grotendeels in het duister, maar het onderzoek van Evgenia Salta brengt daar nu verandering in.
De expressie van genen, die aan de basis ligt van de Notch-signaalweg, wordt onder andere geregeld door microRNA (miRNA), dit zijn korte molecules die genen kunnen afremmen of prikkelen. Evgenia Salta: “Wij onderzochten specifiek hoe miRNA-132 de Notch-signalisatie van stamcellen regelt.”
MiRNA-132 blijkt een rol te spelen bij het in stand houden van de plasticiteit van het volwassen menselijk brein. In het volwassen brein zitten er nog altijd stamcellen, zij het in beperkte mate. Bij ziekten van het zenuwstelsel waarbij zenuwcellen afsterven, zoals bij alzheimerdementie, is de activiteit van miRNA-132 verminderd.
“We wilden het effect van de vermindering van miRNA-132 in het zenuwstelsel bestuderen. Zebravissen zijn hier een ideaal model voor omdat we dit miRNA makkelijk kunnen verminderen in zebravissen. Bij de gewijzigde visjes hapert de ontwikkeling van de stamcellen. We brachten de moleculen die hierbij een rol spelen in kaart”, verduidelijkt Evgenia Salta.
In de hersenen van patiënten met de ziekte van Alzheimer is de concentratie aan miRNA-132 eveneens verlaagd. Met de zebravissen boots je dus een toestand na die ook bij Alzheimerdementie voorkomt.
Evgenia Salta: “Tot onze grote verbazing blokkeert de verminderde activiteit van miRNA-132 bij de visjes de verdere uitrijping van stamcellen naar zenuwcellen. De nieuwe kennis over het moleculaire signaalpad dat hier aan de basis ligt, geeft ons zicht op het precieze mechanisme van de blokkade. Dankzij dit werk in zebravissen kunnen we nu in detail nakijken wat er precies misgaat in de hersenen van patiënten met de ziekte van Alzheimer.”
Het onderzoeksteam is daarom gestart met een vervolgstudie in muizen en in hersenen van overleden patiënten.
ACHTERGROND
Zebravissen hebben enkele bijzondere eigenschappen waardoor ze graag gebruikt worden in wetenschappelijk onderzoek. Jonge visjes zijn aanvankelijk doorzichtig, waardoor ze makkelijk te bestuderen zijn onder de microscoop. De genetische code van mens en zebravis is voor meer dan 90% identiek. Bovendien is het genetisch materiaal van deze visjes makkelijk te wijzigen waardoor ze vaak als model fungeren in de studie van allerlei ziekten.
Dit onderzoek werd uitgevoerd door het onderzoeksteam van Bart De Strooper, die aan het hoofd staat van het Leuvens Laboratorium voor Onderzoek naar Degeneratieve Ziekten en verbonden is aan het VIB Onderzoekscentrum voor Ontstaansmechanismen van Ziekten, KU Leuven.
