Om beter te begrijpen waardoor de progressieve zenuwziekte ALS wordt veroorzaakt, heeft een Nederlandse onderzoeksgroep onderzoek gedaan naar een genetische afwijking die de ziekte ALS kan veroorzaken. Het onderzoek werd geleid door hoogleraar Translationele Neurowetenschappen en wetenschappelijk directeur van het UMC Utrecht Hersencentrum Jeroen Pasterkamp. De studie laat zien wat er precies misgaat in de cellen van ALS-patiënten die de genetische afwijking hebben. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in Nature Communications.
ALS is een progressieve zenuwziekte die leidt tot het geleidelijk afsterven van motorische zenuwcellen in de hersenen en het ruggenmerg. Hierdoor verliezen patiënten langzaam maar zeker het vermogen om te bewegen, te spreken, te slikken en uiteindelijk te ademen. Wereldwijd krijgen ongeveer 2 op de 100.000 mensen per jaar te maken met ALS. In Nederland krijgen jaarlijks zo'n 500 mensen de diagnose ALS te horen. De meeste patiënten overlijden binnen drie tot vijf jaar na de eerste symptomen.
DNA-verlenging
Eerder onderzoek heeft aangetoond dat een verlenging van een specifiek stukje DNA, een zogenaamde ‘repeat-expansie’, in het ATXN2-gen voorkomt bij een kleine vijf project van de ALS-patiënten. Het is één van de sterkste, genetische risicofactoren voor de ziekte.
Het onderzoek van de groep van Pasterkamp richtte zich op het begrijpen van wat er precies gebeurt in de cellen wanneer iemand deze DNA-verlenging heeft. In het onderzoek werden muismodellen en zenuwcellen en organoïden die waren gemaakt van cellen van ALS-patiënten vergeleken met zenuwcellen en organoïden gemaakt van cellen van gezonde donoren.
Versnellen ALS
Uit die vergelijking kon worden geconcludeerd dat de zenuwcellen met de DNA-verlenging beschadigingen vertoonden in hun uitlopers en veranderingen in hun stofwisseling. In het bijzonder ontdekten de onderzoekers dat deze cellen minder energie produceerden. Daarnaast kruisten de onderzoekers muizen met deze DNA-verlenging met muizen die al een genetische aanleg voor ALS hadden.
"We zagen dat de symptomen van ALS sneller en ernstiger optraden in deze gecombineerde muizen", licht Pasterkamp toe. "Dat suggereert dat de verlenging van het ATXN2-gen het ziekteproces van ALS kan versnellen.”
Nieuwe inzichten
Eén van de belangrijkste bevindingen van de onderzoeksgroep was dat de verlenging in het ATXN2-gen niet alleen leidde tot veranderingen in de zenuwcellen, maar ook invloed had op immuuncellen in de hersenen, de microglia. Volgens Pasterkamp helpen deze cellen normaal gesproken bij het opruimen van afvalstoffen in de hersenen. In het model dat werd gebruikt, gebeurde dat niet. Dat draagt mogelijk bij aan de verergering van ALS.
Kortom: het onderzoek biedt nieuwe inzichten in hoe genetische factoren het risico op ALS kunnen verhogen. Door beter te begrijpen hoe deze DNA-verlenging precies bijdraagt aan de ziekte, kunnen wetenschappers gerichter zoeken naar manieren om deze processen te remmen of te corrigeren. Dat kan uiteindelijk leiden tot nieuwe behandelingen voor ALS-patiënten.
Brein-computer interface
Ook op andere gebieden zijn er ontwikkelingen als het gaat om de aanpak van (de effecten van) ALS. Zo hebben wetenschappers van UC Davis health onlangs een nieuwe brein-computer interface (BCI) ontwikkeld die ALS-patiënten in staat stelt weer te communiceren. De BCI vertaalt de hersensignalen van de patiënt in spraak en is met een nauwkeurigheid van 97 procent het beste systeem in zijn soort.
De sensoren van de BCI zijn geïmplanteerd bij een ALS-patiënt die door de ziekte met ernstige spraakstoornissen kampte. Direct na de activering van het systeem kon deze patiënt via een computer die zijn hersensignalen omzet in spraak weer praten.
