Ontsteking is het teken dat ons lichaam zich verdedigt tegen agressie. Maar wanneer deze reactie escaleert, bijvoorbeeld in de hersenen, kan dit leiden tot ernstige neurologische of psychiatrische ziekten. Een team van de Universiteit van Genève (UNIGE), de Universitaire Ziekenhuizen van Genève (HUG), Imperial College London en Amsterdam UMC, onderzocht een markereiwit waarop medische beeldvorming gericht is om hersenontsteking zichtbaar te maken, maar waarvan de interpretatie nog steeds onzeker was. Het team onthult dat een grote hoeveelheid van dit eiwit hand in hand gaat met een grote hoeveelheid ontstekingscellen, maar de aanwezigheid ervan is geen teken van hun overactivatie. Deze resultaten, gepubliceerd in Nature Communications, maken de weg vrij voor optimale observatie van neuro-inflammatoire processen en een herlezing van eerdere onderzoeken over dit onderwerp.
Ontsteking is een natuurlijke afweerreactie die wordt geïnitieerd door het immuunsysteem. Het stelt onze cellen in staat agressie, zoals letsel of infectie, te bestrijden. Maar deze reactie kan ook uit de hand lopen en leiden tot het ontstaan van ernstige pathologieën. Wanneer het in de hersenen voorkomt – in welk geval het bekend staat als neuro-inflammatie – kan deze overactivatie een rol spelen in de mechanismen van neurodegeneratieve ziekten (Alzheimer, amyotrofische laterale sclerose, multiple sclerose) en psychiatrische ziekten (schizofrenie, bipolaire stoornis, depressie).
In de hersenen spelen microgliale cellen een belangrijke rol bij ontstekingen en de mogelijke overactivatie ervan. Ze kunnen worden ‘geactiveerd’ wanneer er disfunctie optreedt, pathologische cellen of eiwitten fagocyteren en zelfs beschermende stoffen produceren. Momenteel kan in de medische beeldvorming slechts één marker worden gebruikt om microglia niet-invasief en in vivo te lokaliseren en te meten: het TSPO-eiwit, dat in deze cellen aanwezig is. Dit eiwit kan worden waargenomen met behulp van Positron Emissie Tomografie (PET), een gebruikelijke beeldvormingstechniek.
Wat onthult TSPO-eiwit?
‘Honderden onderzoeken hebben PET-scans van dit eiwit gebruikt om microglia te onderzoeken en te kwantificeren. Geen enkele studie is er echter in geslaagd de betekenis van de hoeveelheid ervan in de context van een ontstekingsreactie nauwkeurig te interpreteren”, legt Stergios Tsartsalis uit, senior klinisch medewerker bij de afdeling Psychiatrie van de UNIGE Faculteit der Geneeskunde. Komt een grote hoeveelheid TSPO overeen met een grote hoeveelheid ontstekingscellen? Is het een teken van hun overactivatie? Samen met onderzoekers van het Imperial College London (dr. David Owen) en Amsterdam UMC (prof. Sandra Amor), Stergios Tsartsalis en leden van het team van prof. Philippe Millet van het HUG-laboratorium voor translationele beeldvorming in psychiatrische neurowetenschappen en de UNIGE-groep voor moleculaire neuroimaging in de psychiatrie. uit om erachter te komen.
Het internationale onderzoeksteam werkte aan de hersenen van muismodellen van de ziekte van Alzheimer, amyotrofische laterale sclerose en multiple sclerose, en aan post-mortem hersenmonsters van patiënten die aan dezelfde ziekten lijden. ‘We ontdekten dat een hoge dichtheid aan TSPO-eiwit inderdaad een indicator is voor een hoge dichtheid aan microglia. Aan de andere kant laat de observatie van TSPO ons niet toe om te zeggen of de ontstekingscellen al dan niet overactief zijn”, legt de UNIGE-onderzoeker, co-eerste auteur van het onderzoek, uit.
Deze ontdekking benadrukt de waarde van medische beeldvorming van TSPO: het maakt het mogelijk om gevallen te identificeren waarin de neuro-inflammatoire ziekte verband houdt met een deregulering van het aantal gliacellen. Bovendien hebben de wetenschappers twee markers geïdentificeerd van de staat van microglia-activatie bij mensen – de LCP2- en TFEC-eiwitten – die de weg vrijmaken voor nieuwe medische beeldvormingsbenaderingen.
‘Deze resultaten vertegenwoordigen een verdere stap in het begrijpen van de rol van microglia bij neuro-inflammatie. Ze zullen helpen om de focus van toekomstige studies te optimaliseren en ook om de conclusies van eerder onderzoek te herzien”, zegt Stergios Tsartsalis enthousiast. Gecombineerd met de significante ontwikkeling van moleculaire beeldvorming bij de UNIGE en de HUG, heeft deze studie, ondersteund door de Swiss National Science Foundation en de Prof Dr. Max Cloëtta Foundation, het toneel geëffend voor effectieve observatie van de immuunmechanismen van neurologische en psychiatrische ziekten, binnen de twee instellingen van Genève en daarbuiten.
Université de Genève