Eiwit geïdentificeerd dat embryonale ontwikkeling en beweging van zenuwcellen kan verstoren

22-01-2013

Interneuronen – zenuwcellen die als dimmers werken – spelen een belangrijke rol bij de goede werking van onze hersenen. De embryonale fase is daarbij cruciaal: dan vormen de interneuronen zich en verplaatsen ze zich naar de hersenschors. Als dat misloopt, kan dat op termijn leiden tot een waaier van stoornissen en ziektes – van epilepsie tot alzheimer. Die verstoorde ontwikkeling en beweging van interneuronen heeft te maken met de eiwitten Sip1 en Unc5b, zo blijkt uit onderzoek van dr. Eve Seuntjens en dr. Veronique van den Berghe van het Departement Ontwikkeling en Regeneratie (Faculteit Geneeskunde).

Interneuronen slaan eerst een armpje uit om zich te verplaatsen uit een stukje embryonaal hersenweefsel (linksonder) dat twee dagen heeft ‘gegroeid’ in een schaaltje.

Twee types zenuwcellen zijn erg belangrijk voor het goed functioneren van onze hersenen. De meest bekende zijn de projectieneuronen: die maken verbindingen tussen verschillende gebieden in onze hersenen. Een tweede type zijn de interneuronen. Zij werken als dimmers die de signalen van de projectieneuronen doseren. Als er te weinig interneuronen zijn, of functioneren ze slecht, dan zorgt dat voor kortsluitingen in het zenuwstelsel. Dat kan bijvoorbeeld leiden tot een epilepsieaanval, een veelvoorkomend symptoom bij allerlei hersenontwikkelingsstoornissen. Maar ook bij schizofrenie, autisme en zelfs bij neurodegeneratieve ziektes zoals alzheimer, parkinson en ALS blijken interneuronen een rol te spelen.  

Complexe reis
Hoe interneuronen worden gevormd tijdens de embryonale fase, weten wetenschappers nog niet zo lang. Tijdens de ontwikkeling van de hersenen maken stamcellen projectieneuronen aan in de hersenschors; op andere plaatsen maken ze interneuronen aan. Deze interneuronen moeten zich verplaatsen naar de hersenschors om te mengen met de projectieneuronen. Dr. Eve Seuntjens van het labo Celgen – onder leiding van professor Danny Huylebroeck – legt uit: “Die reis van de interneuronen is zeer complex: hun omgeving verandert constant tijdens de groei en er bestaan nog geen structuren zoals zenuwbanen die ze kunnen volgen.”

De vraag is hoe jonge interneuronen de reisinstructies krijgen die hen vertellen hoe ze de hersenschors moeten bereiken. Daarbij spelen verschillende eiwitten een rol, vertelt dr. Seuntjens. “We hebben bij muizen het gen met de productiecode voor het eiwit Sip1 veranderd, zodat het niet meer werd aangemaakt tijdens de ontwikkeling van de hersenen. Bij die muizen raken de interneuronen niet meer in de hersenschors: ze vinden de weg niet meer. Dat heeft te maken met verbods- en gebodstekens die de interneuronen vinden op hun weg naar de hersenschors: stoffen die de interneuronen afstoten of aantrekken en zo de juiste richting aangeven. Zonder Sip1-productie hebben de interneuronen als het ware een brilletje op, waarmee ze té scherp zien. Ze zien te veel verbodstekens en raken geblokkeerd. Dat brilletje is Unc5b – ook een eiwit. Bij gezonde muizen schakelt Sip1 dat eiwit uit. Er waren al meerdere factoren gekend die de beweging van de interneuronen beïnvloeden, maar Unc5b is het eerste waarvan we nu weten dat het uitgeschakeld moet zijn.”

Als interneuronen te veel verbodstekens zien, raken ze geblokkeerd.

De volgende stap is om dit proces bij menselijke neuronen te onderzoeken. “Nu er technieken bestaan om vanuit huidweefsel stamcellen te maken, kunnen we de ontwikkeling van stamcellen tot interneuronen nabootsen en bestuderen wat er kan mislopen. Daarna zouden we kunnen testen of bepaalde geneesmiddelen de schade kunnen herstellen. Dat is allemaal nog toekomstmuziek, maar je ziet wel dat de focus van het onderzoek over al die stoornissen en ziektes meer en meer verschuift naar de vroege ontwikkeling van het kind, omdat daar mogelijk een oorzaak ligt.”

De volledige tekst van de studie 'Directed migration of cortical interneurons depends on the cell-autonomous action of Sip1' is beschikbaar op de website van Neuron: www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0896627312010008

 

Bron: KU Leuven

Kwetsbaarheid van motorneuronen - Klik hier

Share