Doorbraak in fundamenteel hersenonderzoek werpt nieuw licht op vroege zenuwschade bij neurodegeneratie
Onderzoekers van VIB en KU Leuven hebben een fundamenteel mechanisme ontdekt dat bepaalt hoe zenuwcellen hun lange uitlopers in stand houden. Wanneer dit systeem faalt, zoals bij amyotrofe laterale sclerose (ALS), leidt dat tot vroege zenuwschade. Deze ontdekking, gepubliceerd in Nature Neuroscience, is ook bijzonder relevant voor de ziekte van Alzheimer en andere neurodegeneratieve aandoeningen waarbij verbindingen tussen hersencellen vroeg verloren gaan. Dit baanbrekende onderzoek werd mede mogelijk gemaakt dankzij de steun van Stopalzheimer, dé stichting voor Alzheimeronderzoek in België.
Waarom dit belangrijk is voor Alzheimer
Bij de ziekte van Alzheimer begint de schade niet in de hele zenuwcel tegelijk, maar vaak eerst in de lange uitlopers (axonen en synapsen) die hersencellen met elkaar verbinden. Dit nieuwe onderzoek toont aan dat deze kwetsbare structuren afhankelijk zijn van lokale eiwitproductie – een proces waarbij eiwitten ter plaatse in de uitlopers worden aangemaakt om de verbindingen functioneel te houden.
De onderzoekers ontdekten dat axonen beschikken over een eigen, lokaal “eiwitfabriekje”. Wanneer dat systeem verstoord raakt, verzwakken zenuwverbindingen en volgt uiteindelijk celdood. Precies dit mechanisme speelt een rol bij ALS, maar vergelijkbare verstoringen zijn ook bekend bij Alzheimer.
Een sleutelrol voor Eif5a
Het team identificeerde een eiwit, Eif5a, als cruciale schakel in deze lokale eiwitsynthese. Eif5a moet een specifieke chemische bewerking ondergaan – hypusinering – om actief te zijn. In ziekte-modellen bleek dat de actieve vorm van dit eiwit uit de axonen verdwijnt, waardoor de lokale eiwitproductie stilvalt en de zenuwuitlopers achteruitgaan.
Spermidine herstelt zenuwfunctie
Opmerkelijk is dat de onderzoekers dit defect gedeeltelijk konden herstellen met spermidine, een natuurlijk voorkomende stof die nodig is voor de activatie van Eif5a. Door spermidine toe te dienen, verbeterde de eiwitproductie in de axonen, werd de structuur van zenuwuitlopers versterkt en nam de activiteit van de neuronen toe.
Ook in fruitvliegmodellen met verschillende vormen van ALS verminderde spermidine de neurotoxiciteit, wat erop wijst dat dit mechanisme breed toepasbaar is bij neurodegeneratieve ziekten.
Nieuwe kansen voor Alzheimeronderzoek
Hoewel het onderzoek werd uitgevoerd in modellen van ALS, raakt het de kern van wat ook bij Alzheimer misloopt: het vroegtijdig verlies van zenuwverbindingen. Het idee dat axonen hun eigen eiwitproductie nodig hebben om gezond te blijven, opent nieuwe perspectieven voor het begrijpen én behandelen van Alzheimer.
“Neurodegeneratie begint vaak ver van de celkern, in de fijne uitlopers die neuronen met elkaar verbinden,” zegt Joost Martens, directeur van Stopalzheimer. “Dat net deze kwetsbare structuren centraal staan in dit door Stopalzheimer gefinancierde onderzoek, onderstreept het belang van fundamentele wetenschap om Alzheimer op lange termijn te stoppen.”
Dankzij innovatieve technieken zoals ruimtelijke transcriptomics kunnen onderzoekers nu tot op subcellulair niveau zien waar het misgaat in hersencellen – een cruciale stap richting nieuwe therapieën.
