23 januari 2026

Specifieke ruggenmergcellen als doelwit kiezen beschermt motorneuronen in een laat ziektestadium: een studie

• ALS beschadigt de motorneuronen en verstoort de neuronennetwerken.
• Het verlies van V1-interneuronen brengt de signalen uit balans en is dan ook nefast voor de spiercontrole.
• Het stabiliseren van de V1-interneuronen kan de motorneuronen beschermen, maar de timing van de behandeling is primordiaal.

Wetenschappers hebben een computermodel ontwikkeld dat het neuronennetwerk van het ruggenmerg imiteert om te voorspellen hoe zenuwcellen aftakelen in geval van amyotrofische laterale sclerose (ALS).

Aan de hand van deze simulatie ontdekten ze dat als men een specifieke groep ‘coördinatiecellen’ – de zogeheten V1-interneuronen – als doelwit kiest, men het afsterven van de motorneuronen kan voorkomen. Ze stelden echter ook vast dat hoewel het stabiliseren van deze cellen de motorneuronen kan helpen goed te blijven functioneren, een behandeling mogelijk alleen in een later ziektestadium efficiënt en veilig is.

De studie heet ‘Spinal circuit mechanisms constrain therapeutic windows for ALS intervention: A computational modeling study’ (‘De mechanismen van het ruggenmergcircuit vernauwen de focus op ALS-interventies: een studie op basis van een computermodel’), en verscheen in Neurobiology of Disease. 

De rol van interneuronen bij de spiercontrole

ALS wordt gekenmerkt door het aftakelen en afsterven van de motorneuronen, de zenuwcellen die de vrijwillige bewegingen controleren. De teloorgang van deze cellen leidt uiteindelijk tot de ALS-symptomen, maar hoe dit juist in zijn werk gaat, is nog niet helemaal duidelijk.

Bij de meeste patiënten duiken de problemen eerst in het ruggenmerg op. Daar zijn de motorneuronen verstrengeld met andere zenuwcellen, waaronder de interneuronen, gespecialiseerde zenuwcellen die verschillende delen van het zenuwstelsel met elkaar verbinden en zodoende complexe neurologische activiteiten helpen te coördineren.

Als men beweegt, trekken sommige spieren samen, terwijl andere spieren zich ontspannen. Als men bijvoorbeeld de arm heft, trekt de triceps samen en ontspant de biceps zich. Daarbij controleren de motorneuronen de bewegingen en synchroniseren de interneuronen diezelfde bewegingen.

Eerder werk met een muizenmodel suggereerde dat de motorneuronen in geval van ALS niet de eerste zenuwcellen zijn die problemen ondervinden. Bij dit specifieke model bleken dat de V1-interneuronen te zijn.

Op basis van deze studie ontwikkelden onderzoekers een gedetailleerd computermodel om na te gaan hoe motorneuronen en interneuronen in het ruggenmerg de bewegingen coördineren. Daarop verwijderden ze, in navolging van de muizentest, de V1-interneuronen uit het computermodel.

“In geval van ALS sterven de neuronen af en stokt de communicatie tussen verschillende [zenuw]populaties”, zegt Beck Strohmer, PhD, mede-auteur van de studie en postdoctoraal onderzoeker aan de Universiteit van Kopenhagen, in een nieuwsbericht van de universiteit. “We bootsen dit in ons model na door neuronen weg te halen uit getroffen populaties en door in diezelfde populaties het aantal connecties te reduceren. Zo kunnen we de ziektevoortgang in kaart brengen. Omgekeerd kunnen we behandelingsstrategieën testen door neuronen te handhaven en de communicatie te versterken.”

De onderzoekers ontdekten dat de samentrekkings- en ontspanningssignalen bij afwezigheid van de V1-interneuronen verstoord raken. Er worden te veel contractiesignalen uitgezonden en te weinig relaxatiesignalen. Volgens hen kan deze ontregeling in geval van ALS leiden tot stress en schade aan de motorneuronen.

Nog meer tests met het model wezen uit dat het stabiliseren van de V1-synapsen (connecties met andere zenuwcellen) de zenuwcircuits kan helpen te herstellen en kan beletten dat motorneuronen en interneuronen die V2a worden genoemd afsterven. Tests met genetisch bewerkte muizen staafden deze conclusies.

“Tests met dierenmodellen zijn noodzakelijk omdat een computermodel lang niet alle complexiteiten van een biologisch systeem in kaart kan brengen”, zegt Ilary Alodi, PhD, een mede-auteur van de studie die verbonden is aan de Universiteit van St. Andrews. “In deze studie voorspelden we dat de behandeling een specifieke neuronenpopulatie zou redden. Tests met muizen bevestigden deze voorspelling.”

Op zoek naar de juiste therapeutische focus

Daarop probeerden de onderzoekers aan de hand van het computermodel het ideale moment te bepalen waarop ze de behandeling moesten starten om de V1-synapsen te stabliliseren. Ze stelden vast dat deze behandeling de signalisatie kon verbeteren, zelfs nadat de motorneuronen begonnen af te sterven.

Als de behandeling echter te vroeg werd gestart – op het moment dat het circuit zich nog moest aanpassen aan de afgenomen V1-signalisatie – deed zich echter het omgekeerde probleem voor: te veel relaxatiesignalen en te weinig contractiesignalen.

Waaruit ze besloten dat een zorgvuldige timing van een ALS-behandeling primordiaal is.

“We voorspellen dat de synaptische stabilisering van V1-interneuronen de buigspieractiviteit kan reduceren en de [motorneuronen]output kan vrijwaren, maar slechts nadat de synaptische dynamiek is hersteld. Het is dan ook belangrijk de interventie zorgvuldig te timen”, luidt de conclusie van het team.

Vertaling: Bart De Becker

Bron: ALS News Today