Cellen die neuronen ondersteunen spelen een sleutelrol in ALS

Nieuwe studie in Nature beschrijft nieuwe rol voor oligodendroglia in de hersenen en hun rol in de ontwikkeling van ALS.

Packard wetenschappers hebben vastgesteld wat kan leiden tot de dood van motorische neuronen in Amyotrofische Laterale Sclerose (ALS), een fatale neurodegeneratieve ziekte. Motorische neuronen, die spierbeweging controleren, stoppen langzaam met functioneren in ALS, wat doorgaans resulteert in overlijden binnen twee tot vijf jaar na de diagnose. Ondanks tientallen jaren van studie wisten wetenschappers echter niet precies waarom motorische neuronen begonnen te verdorren en af te sterven. Een nieuwe studie vandaag in Nature gepubliceerd door Packard medisch directeur Jeff Rothstein, heeft vastgesteld dat een stoornis in de neurale ondersteunende cellen, de zogenaamde ‘oligodendroglia’, kan leiden tot motor neuron degeneratie met inbegrip van neuronen.

"Dit is een nieuwe functie voor deze belangrijkste hersencel en we waren verrast om te zien dat deze cel en haar energietraject aanzienlijk beschadigd is in ALS-modellen en bij patiënten," zegt Rothstein.

De belangrijkste functie van oligodendroglia is om neuronen met een isolerende laag lipiden, myeline genaamd, te omringen. Dit helpt het neuron elektrische impulsen efficiënter af te vuren, en is van cruciaal belang voor de juiste neuron werking. Zonder myeline, sterft het lange uitsteeksel van het neuron, het axon. Axonale dood is een gemeenschappelijk kenmerk van vele neurodegeneratieve ziekten, met inbegrip van ALS. Maar niemand wist precies wat de oorzaak van deze axonale dood was, hoewel meer recente studies lieten doorschemeren dat oligodendroglia een rol zouden kunnen spelen.

Een van de primaire energiebronnen van het zenuwstelsel is glucose, gevolgd door lactaat, een kleine suikermolecule. De onderzoekers ontdekten onverwacht dat oligodendroglia een eiwit, genaamd MCT1, aanmaken dat lactaat in en uit de cel verplaatsen kan, en dat dit transport neuronen en hun axonen van energierijk lactaat voorziet. Als motorische neuronen niet genoeg energie in de vorm van glucose of ethyllactaat krijgen, dan beginnen ze te ontaarden, en dit is precies wat onderzoekers bij ALS zagen. Een defect MCT1 eiwit in oligodendroglia kan bijgevolg leiden tot verslechtering van de motor neuron omdat de cel niet genoeg energie zou krijgen.

Rothstein en collega's schakelden het MCT1 gen in muizen uit, en vonden dat de axonen en neuronen begonnen af te sterven. Aangezien MCT1 geen invloed heeft op het neuronale transport van glucose, concludeerden de onderzoekers dat een gebrek aan lactaat tot een verslechtering van de motor neuron leidde. In een celcultuur van motorische neuronen en oligodendroglia waar MCT1 ontbrak, begonnen motorische neuronen af te sterven maar werden na toevoeging van lactaat gered. Aangezien alleen oligodendroglia MCT1 aanmaken, wisten de onderzoekers dat de rol van dit type cellen van cruciaal belang was bij het voorzien van energie en metabole steun aan motorische neuronen.

In een muismodel van ALS vonden de onderzoekers dat de oligodendroglia in de hersenen van de muizen stopten met de aanmaak van MCT, zelfs voordat fysieke symptomen van de ziekte aanwezig waren. Ze vonden een vergelijkbaar gebrek aan MCT1 in oligodendroglia in ALS-patiënten. Deze resultaten wijzen op een nieuwe fysiologische rol voor oligodendroglia en een nieuw begrip van de ALS ziekte.

Rothstein besloot dat een stoornis in oligodendroglia in het algemeen en in MCT1 in het bijzonder, een mogelijke rol in de degeneratie van de motor neuron in ALS, lijkt te spelen. Het behoud van de MCT1 functie of het leveren van lactaat aan motorische neuronen kan ooit een potentieel therapeutisch doel bij de behandeling van ALS worden, zegt Rothstein. Toekomstige werkzaamheden zullen nodig zijn om te begrijpen hoe oligodendroglia beschadigd worden in ALS en hoe men deze schade kan herstellen of voorkomen.

Dit werk werd gesponsord door het Robert Packard centrum voor onderzoek naar ALS.

Vertaling: ALS Liga: Anne

Bron: Packard Center