Israëlische onderzoekers van de Universiteit van Tel Aviv, geleid door Prof. Uri Ashery en promovendus Ofir Sade, hebben in samenwerking met drie grote Israëlische ziekenhuizen een nieuwe methode ontwikkeld om eiwitaggregatie in cellen te detecteren. De vorming van eiwitaggregaten is een vroeg kenmerk van de ziekte van Parkinson. Door de nieuwe technologie kan de diagnose al vanaf 20 jaar vóór de eerste motorische symptomen worden gesteld. Hierdoor kan Parkinson beter worden behandeld en misschien zelfs worden voorkomen. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het vakblad Frontiers in Molecular Neuroscience.
Parkinson is na Alzheimer de meest voorkomende neurodegeneratieve ziekte ter wereld. Wereldwijd hebben zo’n 8,5 miljoen mensen de ziekte van Parkinson, waarbij de cellen in de hersenen die dopamine aanmaken langzaam kapotgaan. Dit kan voor allerlei klachten zorgen, zoals moeite met bewegen en problemen met denken.
Doordat de symptomen in het begin van licht en niet specifiek zijn en de ziekte niet zichtbaar is op een hersenscan, is de diagnose moeilijk te stellen. Bovendien treden de symptomen meestal pas op als de ziekte al relatief ver gevorderd is. Vaak is op dat moment al zo’n 50% tot 80% van de dopamineproducerende cellen kapot. Daardoor hebben de huidige behandelingen maar beperkt effect en zijn ze vooral gericht op het bestrijden van de symptomen.
Vroege diagnose en preventie
Volgens de onderzoekers kunnen vroege signalen die op Parkinson wijzen met hun nieuwe methode al tot 20 jaar vóór het optreden van de eerste motorische symptomen worden vastgesteld. Dat maakt het mogelijk om jongeren die later in hun leven het risico lopen om Parkinson te ontwikkelen, preventief te behandelen. In de toekomst kan de technologie ook worden aangepast om andere neurodegeneratieve ziekten, zoals Alzheimer, eerder te diagnosticeren.
Promovendus Ofir Sade van de Universiteit van Tel Aviv: “Een bekend kenmerk van Parkinson is celdood als gevolg van aggregaten van het eiwit alfa-synucleïne. Deze aggregaten ontstaan al vanaf 15 jaar voordat de eerste symptomen optreden. Enkele jaren later beginnen de eerste cellen af te sterven. Dit betekent dat we een uitgebreid tijdsbestek van maximaal 20 jaar vóór het optreden van de symptomen hebben voor diagnose en preventie. Als we het proces in een vroeg stadium kunnen signaleren, kunnen we mogelijk voorkomen dat er zich eiwitaggregaten blijven vorm en cellen afsterven.”
De methode
Uit eerder onderzoek is gebleken dat alfa-synucleïne-aggregaten ook in andere delen van het lichaam worden gevormd, waaronder in de huid en het spijsverteringsstelsel. Daarom onderzochten de onderzoekers huidbiopten van 7 personen met en 7 personen zonder de ziekte van Parkinson. Daarbij maakten ze gebruik van superresolutiemicroscopie in combinatie met computationele analyse om de eiwitaggregaten nauwkeurig in kaart te brengen. Ofir Sade: “Zoals verwacht vonden we meer eiwitaggregaten bij Parkinson-patiënten dan bij mensen zonder de ziekte. Daarnaast ontdekten we dat de zenuwcellen in de huid beschadigd waren in gebieden met eiwitaggregaten.”
Verder onderzoek
In een volgende fase willen de onderzoekers het aantal monsters verhogen tot 90 (45 van gezonde proefpersonen en 45 van Parkinson-patiënten) om verschillen tussen de twee groepen te identificeren. Doel is om het exacte punt te bepalen waarop een normale hoeveelheid eiwitten verandert in een pathologisch eiwitaggregaat. Daarnaast zullen de onderzoekers samenwerken met prof. Lior Wolf van de School of Computer Science van de Universiteit van Tel Aviv om een machine learning-algoritme te ontwikkelen dat verbanden legt tussen de resultaten van motorische en cognitieve tests en de bevindingen onder de microscoop.
Ashery: “We richten ons met onze methode vooral op familieleden van patiënten met de ziekte van Parkinson die mutaties dragen die het risico op de ziekte verhogen. Er loopt al een klinisch onderzoek om een medicijn te testen waarvan verwacht wordt dat het de vorming van de aggregaten die de ziekte van Parkinson veroorzaken, voorkomt. We hopen dat het in de komende jaren mogelijk wordt om risicopatiënten preventief te behandelen.”
AI-technologie voor Parkinson-diagnose
Ook de Amerikaanse Food and Drug Administration (FDA) is ervan overtuigd dat AI-technologie kan helpen om de gezondheid van mensen die mogelijk Parkinson krijgen, beter in kaart te brengen. Daarom roept de FDA ontwikkelaars op om AI-modellen in te dienen voor test en goedkeuring. Door modellen voor kunstmatige intelligentie en machine learning te testen, hoopt de FDA met behulp van smartphones en wearables best practices te ontwikkelen voor de vroegtijdige diagnose van Parkinson te ontdekken. Voor dit doel heeft de FDA al een aantal wearable technologieën vrijgegeven die de symptomen van Parkinson kunnen monitoren.
