Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van de Universiteit van Stockholm heeft ontdekt waarom bepaalde motorneuronen resistent zijn tegen schade door amyotrofische laterale sclerose (ALS), een ziekte waarvoor op dit moment nog geen effectieve behandeling bestaat. De bevindingen, gepubliceerd in Genome Research, kunnen bijdragen aan de ontwikkeling van nieuwe therapieën voor deze progressieve en ongeneeslijke zenuwziekte.
Door miljoenen boodschapper-RNA-moleculen (mRNA) te analyseren, brachten de onderzoekers genactiviteit in kaart bij een erfelijke vorm van ALS die wordt veroorzaakt door mutaties in het SOD1-gen. Opvallend was dat bepaalde motorneuronen, met name die de oogspieren aansturen, nauwelijks reageren op de ziekte. Deze cellen blijken hoge basale niveaus van zenuw beschermende factoren te bevatten, zoals En1, Pvalb, Galanin en Cd63.
Genen gelijktijdig activeren
Gevoelige zenuwcellen daarentegen proberen zichzelf actief te beschermen door dezelfde beschermende genen tijdelijk te activeren. Tegelijkertijd worden regeneratie bevorderende genen als Atf3 en Sprr1a geactiveerd, met als doel het verloren contact met spieren te herstellen. Deze pogingen slagen echter vaak niet, wat bijdraagt aan het progressieve verloop van ALS.
“Het inzicht dat sommige neuronen al in rust hoge niveaus van beschermende factoren aanmaken, opent nieuwe perspectieven,” aldus Eva Hedlund, hoogleraar neurochemie aan de Universiteit van Stockholm. “Door therapieën te ontwikkelen die dit beschermingsmechanisme nabootsen of versterken, kunnen we mogelijk de kwetsbare motorneuronen ondersteunen.”
Machine learning
Het onderzoeksteam maakte ook gebruik van machine learning om genreacties in gevoelige motorneuronen te analyseren. Daarmee identificeerden ze drie genen – VGF, INA en PENK – als veelbelovende biomarkers voor ALS. Deze genen bleken betrouwbaar ziekte-indicatoren, ongeacht het type genetische mutatie.
Volgens eerste auteur Irene Mei, promovendus aan de Universiteit van Stockholm, biedt dit aanknopingspunten voor vroegere diagnose en nauwkeurigere monitoring van ziekteprogressie: “We hopen dat deze biomarkers in de toekomst gebruikt kunnen worden om ALS beter te voorspellen en mogelijk ook om het effect van behandelingen te evalueren.”
De studie is uitgevoerd in samenwerking met het Paris Brain Institute en de Universiteit van Örebro, en draagt bij aan een groeiend inzicht in de moleculaire mechanismen die betrokken zijn bij neurodegeneratieve aandoeningen. Door het combineren van transcriptie-analyse en AI-technologie, benadrukken de onderzoekers het belang van gepersonaliseerde benaderingen bij ziektemechanismen die tot nu toe slechts beperkt behandelbaar zijn. De resultaten van de studie werden gepubliceerd in Genome Research.
ALS diagnostiek
Eerder dit jaar berichtten wij over een nieuw Frans onderzoek dat hoop biedt in de diagnostiek van ALS. De studie vergeleek drie bloed-biomarkers: neurofilament lichte keten-eiwitten, gliale zure eiwitten en gefosforyleerd tau 181. De resultaten tonen aan dat neurofilament lichte keten-eiwitten significant verhoogd zijn bij ALS-patiënten (drie keer hoger dan bij vergelijkbare aandoeningen) en de ziekte met meer dan 80% nauwkeurigheid konden identificeren.
Daarentegen bleken de andere biomarkers niet betrouwbaar genoeg met slechts ongeveer 50 procent nauwkeurigheid. Daarnaast lijkt het niveau van neurofilament lichte keten-eiwit ook voorspellende waarde te hebben: patiënten met lagere niveaus hadden hoger overlevingskans binnen een jaar, terwijl bij hogere niveaus niemand meer in leven was.
