Hoe falende ‘verpleging’ in ons zenuwstelsel een rol speelt in het ontstaan van ALS
14 december 2023
Deze blog verscheen oorspronkelijk in EOS Wetenschap.
Stel je voor dat in een ziekenhuis niet enkel de patiënten, maar ook de verpleging ernstig ziek wordt. Dat is ongeveer wat er in het lichaam van ALS-patiënten gebeurt. Ik onderzoek wat er fout gaat bij de astrocyten, de ‘verplegers’ van ons zenuwstelsel.
21 juni, wereld ALS-dag, ons labo staat vol met ALS patiënten en hun geliefden, die een bezoekje komen brengen aan onze onderzoeksgroep. Een mooi initiatief georganiseerd door de ALS Liga waarbij we een kijk geven in ons onderzoek naar de ziekte die hen treft. Wanneer een man, waarbij ALS zijn mogelijkheid om te spreken heeft afgenomen, mij de vraag op zijn gsm laat zien of wij ook al onderzoek doen naar vergevorderde ALS in ons labo, krijg ik het toch een beetje moeilijk. Hoe leg ik deze mensen uit dat deze vreselijke fatale ziekte, waarmee zijzelf of hun geliefde gediagnostiseerd zijn, zo verdomd complex is. Momenteel zijn er in België 1000 patiënten en wereldwijd wel meer dan 400.000. Het gebrek aan een medicijnen voor deze patiënten is hoogstwaarschijnlijk te wijten aan de complexiteit van de ziekte. Waarom is deze ziekte zo complex?
De complexiteit van ALS
Laat me beginnen bij waar we zeker van zijn. We zijn er zeker van dat amyotrofe laterale sclerose, ALS in kort, de motor neuronen aanvalt. Deze motor neuronen zijn de zenuwcellen die onze spieren aansturen en ervoor zorgen dat we kunnen wandelen, eten, praten etc. Als deze zenuwcellen afsterven, verliezen we de connectie met deze spieren wat ervoor zorgt dat ALS patiënten in een rolstoel belanden en steeds moeilijker kunnen eten en spreken. Uiteindelijk valt de ziekte ook de connectie met de ademhalingsspier aan, waardoor patiënten gemiddeld drie tot vijf jaar na hun diagnose sterven.
Gemiddeld drie tot vijf jaar, maar als we naar één van de meest bekende ALS patiënten kijken, Brits natuurkundige Stephen Hawking, zien we dat dit niet altijd waar is. Met zijn 55 jaar nadat hij de diagnose kreeg hoort hij bij de langst levende ALS patiënten en is hij een perfect voorbeeld van de onvoorspelbaarheid van de ziekte. Niet alleen de duur van de ziekte, maar ook de leeftijd waarop patiënten de ziekte krijgen, het ziektebeeld en de al dan niet genetische oorzaak van de ziekte verschilt tussen patiënten. Begin je al een beetje te zien hoe complex het is? Wel, het wordt nog complexer als ik je ga vertellen dat het niet enkel in de motor neuronen misloopt.
Zieke verpleging en foute medicatie
Stel je voor dat in een ziekenhuis niet enkel de patiënten ziek worden maar ook de verpleging. Je kan je wel voorstellen dat dit de patiënten niet ten goede komt. Dat is ongeveer wat er in ALS gebeurt. De motor neuronen zijn de patiënten, die ziek worden en helaas uiteindelijk sterven. Met de verpleging verwijs ik hier naar de astrocyten, stervormige cellen die door hun ondersteunende functie ook wel gezien kunnen worden als de verplegers van ons zenuwstelsel. Het wordt nu steeds duidelijker dat deze verplegers ook ziek worden in ALS waardoor ze niet alleen de patiënten niet meer kunnen verzorgen maar tot overmaat van ramp ook nog eens de verkeerde medicatie toedienen.
De astrocyten hebben verschillende, cruciale functies in ons zenuwstelsel. Zo helpen ze bij het vormen van connecties tussen zenuwcellen en het doorgeven van signalen, voorzien ze de zenuwcellen van voedingsstoffen, helpen ze bij het opruimen en ondersteunen ze de bloedvaten in de bescherming tegen schadelijke stoffen van buitenaf. Hun rol in een gezond brein is dus niet te onderschatten. Je kan je dus al voorstellen dat wanneer deze astrocyten hun werk niet meer goed kunnen doen, dit gevolgen heeft voor onze zenuwen. Dit lijkt nu het geval te zijn in ALS.
In het labo voor neurobiologie (VIB-KUL), vonden we dat aan ALS-gelinkte genetische defecten ervoor zorgen dat de normale huishouding van astrocyten verstoord is en dat deze cellen zelfs stoffen uitscheiden die toxisch kunnen zijn voor motor neuronen (1). Meer nog, als we deze ‘zieke’ astrocyten samenbrengen met motor neuronen, verstoort dit de uitgroei van de motor neuronen en de vorming van hun connectie met spiercellen. Deze processen zijn beide een kenmerk van ALS en zo kunnen we dus concluderen dat astrocyten met ALS de gezondheid van motor neuronen beïnvloeden door een verlies van hun ondersteunende functie en een toename van een neurotoxisch effect.
Betekent dit dat we er helemaal naast zaten door ons zo lang te focussen op de motor neuronen en dat de astrocyten eigenlijk de boosdoeners zijn? Nee, zo zwart-wit is het niet. We zien nog steeds dat het in de motor neuronen ook misloopt zonder dat de astrocyten er zich mee moeien. De motor neuronen blijven immers de patiënten van ons ziekenhuis, maar de zieke verplegende astrocyten spelen zeker ook een cruciale rol in de gezondheid van deze patiënten.
(1) FUS-ALS hiPSC-derived astrocytes impair human motor units through both gain-of-toxicity and loss-of-support mechanisms. Stoklund Dittlau et al. Mol Neurodegener, 2023. DOI: 10.1186/s13024-022-00591-3.
Er is hoop!
Door de bevindingen van onze en andere onderzoeksgroepen, wordt het dus steeds duidelijker dat het niet voldoende is om enkel op de motor neuronen te focussen als we een behandeling willen vinden voor ALS. Een dokter die werkt in het ziekenhuis met zieke patiënten en verpleging schrijft toch ook niet enkel medicatie voor voor de patiënten maar ook voor de verpleging als hij weer een goed functionerend ziekenhuis wilt.
Er zijn tegenwoordig gelukkig wetenschappelijke tools ter beschikking om het effect van mogelijke nieuwe behandeling op verschillende celtypes te onderzoeken. Zo maken we in ons labo gebruik van geïnduceerde pluripotente stamcellen (iPSCs). Dit zijn stamcellen die gemaakt worden van huidcellen van patiënten en die gebruikt kunnen worden om onder andere motor neuronen en astrocyten van te maken. In het onderzoek hierboven beschreven, maakten we hier gebruik van. Een andere techniek de we momenteel toepassen is single-cell RNA sequencing, een recente technologische vooruitgang die ons in staat stelt om het RNA van elke cel, afkomstig van weefsel van patiënten of muis modellen, apart uit te lezen.
Beide methoden zorgen ervoor dat we steeds beter en beter kunnen onderzoeken wat er precies misloopt in verschillende celtypes in ALS maar ook wat het effect van mogelijke behandelingen op deze celtypes is. Deze nieuwe inzichten zijn hoopgevend en kunnen op termijn hopelijk bijdragen aan het vinden van een geneesmiddel voor ALS. Zo heb ik dan ook hoop, dat er een dag komt waarop we ALS patiënten en hun geliefden kunnen uitnodigen in ons labo en hen kunnen tonen hoe onze inspanningen en die van ALS wetenschappen over heel de wereld hebben geleid tot het vinden van een geneesmiddel.
Gerelateerde verhalen
