Het blokkeren van één enkel klein bloedvat in de hersenen
kan zenuwweefsel beschadigen en zelfs het gedrag veranderen,
volgens een nieuwe studie van de Universiteit van
Californië, San Diego. Maar deze gevolgen kunnen worden
verzacht door een medicijn dat al in gebruik is, wat
suggereert tot een behandeling van de voortgang van dementie
geassocieerd met cumulatieve schade aan de minuscule
bloedvaten die de hersencellen voeden. Het team rapporteert
zijn resultaten in de onlinededitie van 16 december van
Nature Neuroscience.
"De hersenen hebben een ongelooflijke
vaatstelseldichtheid. Het verrassende was dat het blokkeren
van een klein bloedvat zo een merkbare invloed zou hebben op
het gedrag van een rat ", zei Andy Y. Shih, hoofdauteur van
de studie, die dit werk voltooide als postdoctoraat in
natuurkunde aan de UC San Diego. Shih is nu
assistent-professor aan de Medische Universiteit van South
Carolina.
Werkend met ratten, gebruikten Shih en collega's
laserlicht voor het stollen van bloed op precieze punten
binnen kleine bloedvaten die opduiken aan het oppervlak van
de hersenen om zo het zenuwweefsel binnen te dringen. Toen
ze een week later de hersenen bekeken, zagen zij kleine
gaatjes die deden denken aan de wijdverspreide schade vaak
gezien bij de hersenen van patiënten met dementie die worden
onderzocht als onderdeel van een autopsie.
Deze microbeschadigingen zijn te klein om te worden
gedetecteerd met conventionele MRI scans met een resolutie
van ongeveer één millimeter. Zo'n twintig van deze kleine
vaten per vierkante milimeter komen binnen in de hersenen.
"Het is omstreden of dat soort schade gevolgen heeft,
alhoewel de evidentie groeit naargelang de diagnoses
verbeteren", zegt David Kleinfeld, professor in de
natuurkunde en neurobiologie, die de onderzoekerssgroep
leidt.
Om te zien of een dergelijke schade gedrag zou kunnen
veranderen, leerden de wetenschappers dorstige ratten om in
het donker van het ene platform naar het andere springen om
water te halen.
De ratten springen gemakkelijk als ze het tweede platform
kunnen bereiken met een poot of hun snuit, of met hun
snorharen. Veel ratten kunnen worden opgeleid om te
vertrouwen op èèn enkel snorhaar als de andere worden
geknipt, maar als ze het verwijderd platform niet kunnen
voelen verroeren ze geen krimp.
"De snorharen zijn ingeplant in rijen en elk is gekoppeld
aan een specifieke plek in de hersenen," zegt Shih. "Door ze
te trainen om slechts één snorhaar te gebruiken, konden we
hun gedrag distilleren tot een zeer klein deel van de
hersenen."
Wanneer Shih enkele microvaatjes blokkeerde die één kolom
van hersencellen voeden die corrresponderen met signalen van
het overgebleven snorhaar, staken de ratten nog over naar
het verre platform wanneer de opening klein was. Maar als de
opening groter was dan alleen het bereik van hun snuit,
lieten ze verstek.
Het door de FDA goedgekeurd medicijn memantine,
voorgeschreven om een aspect van de achteruitgang van het
geheugen geassocieerd met de ziekte van Alzheimer te
vertragen, verbetert deze effecten. Ratten die het
geneesmiddel kregen sprongen snorhaarlengte onderbrekingen,
en hun hersenen toonden minder tekenen van beschadiging.
"Deze gegevens tonen voor de eerste keer aan, dat zelfs
een kleine beroerte kan leiden tot invaliditeit", zegt
Patrick D. Lyden, een co-auteur van de studie en voorzitter
van de afdeling neurologie in het Cedars-Sinai Medical
Center in Los Angeles. "Ik ben bang dat kleine beroertes bij
onze patiënten op lange termijn bijdragen tot dementie en de
ziekte van Alzheimer," zei hij, eraan toevoegend dat "betere
instrumenten nodig zullen zijn om de vraag te beantwoorden
of menselijk geheugen effecten ondervindt van de kleinste
stoten . "
"We gebruikten krachtige instrumenten uit de biologische
natuurkunde, veel ontwikkeld in het laboratorium Kleinfeld's
bij UC San Diego, om uit te zoeken of stoten kunnen verband
hebben met dementie op de ongekende kleine schaal van enkele
vaten en cellen," zegde Shih. "Op mijn nieuwe functie bij
MUSC, ben ik van plan om te werken aan manieren om de
detectie van microbeschadigingen bij menselijke patiënten
met MRI te verbeteren. Op deze manier wil ik de artsen in
staat stellen om dementie vroeger te diagnosticeren en te
behandelen." - Susan Brown
Vertaling Andre Teirlinck