Het molecuul pleiotrofine lijkt een belangrijke rol te spelen bij verstoorde hersencircuits, specifiek bij mensen met het Syndroom van Down.

Dit concluderen onderzoekers op basis van experimenten met muizen. Door pleiotrofine gericht toe te dienen aan astrocyten, steuncellen in de hersenen, nam het aantal hersenverbindingen toe. Daarnaast werd het makkelijker voor het brein om nieuwe hersenverbindingen te vormen of oude te versterken, ook bij volwassen dieren. Het onderzoek is te vinden in Cell Reports.

Pleiotrofine

Het Syndroom van Down ontstaat doordat iemand niet twee, maar drie kopieën van chromosoom 21 heeft. Hierdoor ontstaat een fout in de celdeling, wat vaak gepaard gaat met ontwikkelingsachterstanden, hyperactiviteit en een verhoogd risico op medische problemen. Hieronder vallen ook problemen met het gehoor en met het zicht.

De onderzoekers wilden beter begrijpen wat er mis kan gaan in de hersenen bij dit syndroom en keken daarom naar verschillende stoffen die in het brein van mensen met het Syndroom van Down anders zijn afgesteld. Daarbij viel hun oog op pleiotrofine: normaal gesproken is dit eiwit veelvuldig aanwezig tijdens belangrijke fases van de hersenontwikkeling. Tijdens het onderzoek met muizen bleek echter dat dit molecuul niet vaak voorkwam.

Het team liet het bij die ontdekking niet zitten. Vervolgens testte ze of het toepassen van pleiotrofine het brein weer kon herstellen. Ze maakten daarbij gebruik van onschadelijk gemaakte virusdeeltjes die niet langer ziekteverwekkend zijn. De virusdeeltjes dienden als transportmiddel om een gewenste stof een cel binnen te smokkelen.

In dit geval leverden de deeltjes dus pleiotrofine af bij astrocyten, cellen die gespecialiseerd zijn in het uitscheiden van moleculen die hersenverbindingen beïnvloeden. De effecten waren helder: meer hersenverbindingen in de hippocampus (een gebied dat belangrijk is voor het leervermogen en je geheugen) en een toename van het vermogen van de hersenen om verbindingen te vormen of te versterken.

Ook voor volwassenen

“Dit onderzoek is echt spannend te noemen, omdat het laat zien dat we astrocyten kunnen gebruiken om hersencircuits op volwassen leeftijd te herstellen,” zegt wetenschapper Ashley N. Brandebura. “Het is nog lang niet zo dat we dit toe kunnen passen bij mensen, maar het geeft hoop dat we in de toekomst de kwaliteit van leven voor mensen met het Syndroom van Down flink kunnen verbeteren.”

Ook teamlid Nicola J. Allen benadrukt het belang van dit onderzoek: “Deze resultaten suggereren dat we astrocyten kunnen gebruiken om uiteindelijk nieuwe hersenverbindingen aan te leggen. Dat kan ons op termijn in staat stellen om verkeerde verbindingen te herstellen en hersenfuncties te verbeteren.”

Opvallend is ook dat het toedienen van pleiotrofine bij volwassen muizen nog steeds effect had, lang nadat het brein is ‘uitontwikkeld’. Eerdere strategieën om hersencircuits te verbeteren vereisten ingrepen op zeer precieze en korte momenten tijdens de zwangerschap. Een behandeling die ook voor volwassenen werkt zou daarom een uitkomst zijn. Alhoewel het dus nog wel belangrijk is om extra te benadrukken: de huidige resultaten zijn behaald in proefdieren en niet in mensen. De daadwerkelijke stap naar een behandeling voor patiënten is nog groot.

Andere factoren

De onderzoekers zijn bovendien voorzichtig met het aanwijzen van pleiotrofine als dé oorzaak van alle hersengerelateerde problemen bij mensen met het Syndroom van Down. Waarschijnlijk spelen meerdere factoren tegelijkertijd een rol. Wel zien ze de resultaten van het onderzoek als een belangrijke stap in de goede richting.

Mogelijk zou het nieuwe inzicht niet alleen relevant kunnen zijn voor mensen met het Syndroom van Down, maar ook voor andere hersenaandoeningen. Brandebura: “Het idee dat we astrocyten moleculen kunnen laten produceren die zorgen voor meer hersenverbindingen is interessant voor veel hersenaandoeningen. Denk bijvoorbeeld aan Alzheimer, of aan het fragiele-X-syndroom.”

Schrijf je in voor de nieuwsbrief!
Ook elke dag vers het laatste wetenschapsnieuws in je inbox? Of elke week?
Schrijf je hier in voor de nieuwsbrief!

Luister ook naar de Scientias Podcast: