Uit een nieuwe studie bij knaagdieren blijkt dat cellen die normaal gesproken gezonde hersencellen, neuronen genaamd, voeden, geven giftige vetzuren af nadat neuronen zijn beschadigd. Dit fenomeen is waarschijnlijk de drijvende factor achter de meeste, zo niet alle, ziekten die de hersenfunctie beïnvloeden, evenals de natuurlijke afbraak van hersencellen die worden waargenomen bij veroudering, zeggen onderzoekers.
Eerder onderzoek heeft gewezen op astrocyten – een stervormige gliacel van het centrale zenuwstelsel – als de boosdoeners achter celdood die worden gezien bij de ziekte van Parkinson, de ziekte van Alzheimer en dementie, naast andere neurodegeneratieve ziekten. Hoewel veel experts geloofden dat deze cellen een neuronendodend molecuul vrijgaven om beschadigde hersencellen “op te ruimen”, is de identiteit van dit toxine tot nu toe een mysterie gebleven.
Onder leiding van onderzoekers van de NYU Grossman School of Medicine, levert het nieuwe onderzoek wat volgens hen het eerste bewijs is dat weefselbeschadiging astrocyten ertoe aanzet twee soorten vetten te produceren, verzadigde vrije vetzuren met lange ketens en fosfatidylcholines. Deze vetten veroorzaken vervolgens celdood in beschadigde neuronen, de elektrisch actieve cellen die berichten door zenuwweefsel sturen.
De studie, gepubliceerd op 6 oktober in het tijdschrift Nature, toonde ook aan dat wanneer onderzoekers de vetzuurvorming bij muizen blokkeerden, 75 procent van de neuronen het overleefde, vergeleken met 10 procent wanneer de vetzuren zich mochten vormen. Het eerdere werk van de onderzoekers toonde aan dat hersencellen bleven functioneren als ze werden beschermd tegen aanvallen van astrocyten.
“Onze bevindingen tonen aan dat de giftige vetzuren die door astrocyten worden geproduceerd een cruciale rol spelen bij de dood van hersencellen en een veelbelovend nieuw doelwit vormen voor de behandeling en misschien zelfs preventie van veel neurodegeneratieve ziekten”, zegt mede-senior auteur Shane A. Liddelow van het onderzoek. doctoraat.
Dr. Liddelow, een assistent-professor bij de afdeling Neurowetenschappen en Fysiologie en mededirecteur van het Parekh Center for Interdisciplinary Neurology aan de NYU Langone Health, voegt eraan toe dat het richten op deze vetten in plaats van op de cellen die ze produceren een veiligere benadering kan zijn voor de behandeling van neurodegeneratieve ziekten omdat astrocyten zenuwcellen voeden en hun afval opruimen. Als u ervoor zorgt dat ze helemaal niet meer werken, kan dit de gezonde hersenfunctie verstoren.
Hoewel het onduidelijk blijft waarom astrocyten deze toxines produceren, is het mogelijk dat ze geëvolueerd zijn om beschadigde cellen te vernietigen voordat ze hun buren kunnen schaden, zegt Dr. Liddelow. Hij merkt op dat terwijl gezonde cellen niet worden geschaad door de toxines, neuronen vatbaar worden voor de schadelijke effecten wanneer ze worden verwond, gemuteerd of geïnfecteerd door prionen, de besmettelijke, verkeerd gevouwen eiwitten die een belangrijke rol spelen bij de gekkekoeienziekte en soortgelijke ziekten. Misschien bij chronische ziekten zoals dementie, raakt dit anders nuttige proces van de baan en wordt het een probleem, zeggen de auteurs van het onderzoek.
Voor het onderzoek analyseerden onderzoekers de moleculen die vrijkomen door astrocyten die zijn verzameld van knaagdieren. Ze hebben ook enkele groepen muizen genetisch gemanipuleerd om de normale productie van de giftige vetten te voorkomen en keken of neurondood optrad na een acuut letsel.
“Onze resultaten bieden tot nu toe waarschijnlijk de meest gedetailleerde moleculaire kaart van hoe weefselbeschadiging leidt tot hersenceldood, waardoor onderzoekers beter begrijpen waarom neuronen bij allerlei ziekten afsterven”, zegt Dr. Liddelow, ook een assistent-professor in de Afdeling Oogheelkunde aan de NYU Langone.
Dr. Liddelow waarschuwt dat hoewel de bevindingen veelbelovend zijn, de genetische technieken die worden gebruikt om het enzym te blokkeren dat giftige vetzuren produceert bij muizen, nog niet klaar zijn voor gebruik bij mensen. Als gevolg hiervan is het volgende plan van de onderzoekers om veilige en effectieve manieren te onderzoeken om de afgifte van de toxines bij menselijke patiënten te verstoren. Dr. Liddelow en zijn collega’s hadden eerder deze neurotoxische astrocyten aangetoond in de hersenen van patiënten met onder meer de ziekte van Parkinson, de ziekte van Huntington en multiple sclerose.
Bron: NYU Langone