In een baanbrekend onderzoek hebben wetenschappers van het Institute for Bioengineering of Catalonia (IBEC) en het West China Hospital Sichuan University (WCHSU) een op nanodeeltjes gebaseerde therapie ontwikkeld die de ziekte van Alzheimer bij muizen omkeert.
In tegenstelling tot traditionele nanogeneeskunde, waarbij nanodeeltjes als passieve dragers worden gebruikt, maakt deze nieuwe aanpak gebruik van ‘supramoleculaire geneesmiddelen’. Dit zijn nanodeeltjes die zelf therapeutisch actief zijn. De studie, gepubliceerd in Signal Transduction and Targeted Therapy, betekent een belangrijke stap voorwaarts in het onderzoek naar Alzheimer en vasculaire hersentherapieën.
Natuurlijk afweersysteem hersenen herstellen
In plaats van zich rechtstreeks op neuronen te richten, concentreert de therapie zich op het herstel van de bloed-hersenbarrière (BBB), het natuurlijke filtersysteem van de hersenen dat de uitwisseling van stoffen tussen bloed en zenuwweefsel regelt. Wanneer deze barrière beschadigd is, kunnen schadelijke eiwitten zoals amyloïde-bèta (Aβ) zich ophopen, wat leidt tot neurodegeneratie.
Met behulp van muismodellen die genetisch gemanipuleerd zijn om een Alzheimer-achtige pathologie te ontwikkelen, dienden de onderzoekers slechts drie doses van de supramoleculaire geneesmiddelen toe. Binnen een uur constateerden ze een afname van 50-60% in de ophoping van Aβ in de hersenen. Nog opvallender was dat de behandelde muizen, die qua leeftijd gelijk waren aan 90-jarige mensen, na zes maanden weer normaal cognitief gedrag vertoonden.
“Het langdurige herstel is het gevolg van het herstel van de vasculaire functie. Zodra het vaatstelsel weer amyloïde-bèta kan verwijderen, begint de hersenen zichzelf te genezen en herstellen ze hun evenwicht en functie”, legt prof. Giuseppe Battaglia, ICREA-onderzoeksprofessor bij IBEC, uit.
Hoe supramoleculaire nanodeeltjes werken
Bij de ziekte van Alzheimer helpt het LRP1-eiwit normaal gesproken bij het transport van amyloïde-bèta uit de hersenen. Maar dit systeem valt uit wanneer LRP1 overbelast of afgebroken raakt, waardoor er een toxische ophoping ontstaat. De door het team ontwikkelde supramoleculaire nanodeeltjes fungeren als moleculaire resetknoppen, die natuurlijke LRP1-liganden nabootsen om Aβ te binden en het veilig via de BBB naar de bloedbaan te transporteren voor eliminatie.
Deze strategie verwijdert niet alleen amyloïde-bèta, maar herstelt ook de vasculaire gezondheid, waardoor het vermogen van de hersenen om afvalstoffen te verwijderen en hun interne omgeving te reguleren, opnieuw wordt geactiveerd. Deze nanodeeltjes zijn ontworpen met behulp van moleculaire technieken en zijn nauwkeurig afgestemd op grootte, vorm en oppervlaktechemie. Door hun precieze multivalente ontwerp kunnen ze specifiek interageren met cellulaire receptoren, waardoor een zeer gecontroleerde modulatie van hersensignalen mogelijk is, een niveau van precisie dat conventionele geneesmiddelen niet kunnen bereiken.
Nanotherapie voor neurodegeneratieve aandoeningen
“Onze bevindingen tonen aan dat nanogeneeskunde verder kan gaan dan alleen toediening. De nanodeeltjes zelf kunnen als actieve geneesmiddelen fungeren”, zegt dr. Lorena Ruiz Perez van IBEC en de Universiteit van Barcelona. “Door de bloed-hersenbarrièrefunctie te herstellen en amyloïde-bèta efficiënt te verwijderen, konden we de pathologie van Alzheimer in onze modellen omkeren.”
Deze doorbraak benadrukt de cruciale rol van vasculaire gezondheid bij hersenziekten en suggereert een nieuwe therapeutische richting voor aandoeningen zoals Alzheimer, dementie en andere neurovasculaire aandoeningen. Door zich te richten op de bloed-herseninterface in plaats van alleen op neuronen, opent het onderzoek mogelijkheden voor veiligere, effectievere behandelingen die de natuurlijke veerkracht van de hersenen herstellen.
Het onderzoek, een samenwerking tussen IBEC, WCHSU, University College London en de Universiteit van Barcelona, toont aan dat het aanpakken van het vasculaire systeem van de hersenen de sleutel zou kunnen zijn tot de bestrijding van een van de meest uitdagende ziekten in de geneeskunde. “Onze nanodeeltjes behandelen niet alleen de symptomen. Ze helpen de hersenen zichzelf te herstellen. Dit zou de basis kunnen vormen voor de volgende generatie Alzheimer-therapieën”, concludeert prof. Battaglia. De studie is onlangs gepubliceerd in Nature Communications.
Digitaal platform
Vorig jaar lanceerden Belgische onderzoekers van zes universiteiten en universitair ziekenhuizen Translate-AD, een driejarig onderzoeksproject om een veilig digitaal platform te creëren voor het delen van gegevens en expertise over Alzheimerpatiënten. Het initiatief heeft tot doel de samenwerking te versnellen, de vroege diagnose te verbeteren en effectievere behandelingen te ondersteunen.
Alzheimer is de belangrijkste doodsoorzaak in België, maar de vooruitgang van het onderzoek wordt belemmerd door strenge privacywetgeving die de uitwisseling van gegevens beperkt. Translate-AD pakt dit aan door analyses lokaal op ziekenhuisservers uit te voeren, waar geanonimiseerde gegevens veilig worden opgeslagen. Alleen geaggregeerde resultaten worden gedeeld, zodat de privacyregels worden nageleefd.
Het platform zal ook biomarkerinformatie centraliseren om te bepalen welke patiënten het meest baat hebben bij nieuwe therapieën. AI-gebaseerde beveiliging beschermt patiëntgegevens, terwijl regelmatige bijeenkomsten de deelnemers op de hoogte houden. Deze innovatieve aanpak bouwt voort op het Personal Health Train-model, waarbij onderzoek naar de gegevens wordt gebracht in plaats van gegevens tussen systemen te verplaatsen.
