Neuronen ‘praten’ niet met elkaar: (ook) zo verouderen de hersenen door stress
Hoe graag we praten. De klassieke zin van Sabrina Ferilli in een beroemde advertentie komt zelfs in me op als ik het heb over het ultrakleine, waarbij de zenuwcellen die met elkaar praten ervoor zorgen dat de hersenen beter werken.
Juist de gebrekkige of in de ernstigste vormen volledig ontbrekende communicatie zou een rol kunnen gaan spelen als een cofactor die op de een of andere manier processen in gang zet die bijdragen aan het verlies van evenwicht van het zenuwweefsel en de progressie van neurodegeneratieve ziekten.
Dit werd ontdekt door onderzoek dat verscheen in Nature Neuroscience en dat de weg vrijmaakte voor toekomstige interventieperspectieven. De studie werd gecoördineerd door Michela Deleidi van het Institut Imagine in Parijs met deelname van Dario Brunetti, onderzoeker van de afdeling Klinische en Gemeenschapswetenschappen van de Universiteit van Milaan en onderzoeker bij de IRCCS Foundation Istituto Neurologico Carlo Besta.
Zo verouderen de hersenen en worden ze ziek
Het onderzoek verduidelijkt een van de mechanismen waardoor stress op de mitochondriën, de cellulaire structuren die energie produceren en deelnemen aan tal van biologische functies, deze communicatie in gevaar kan brengen.
Het onderzoek laat met name zien dat wanneer problemen bij het controleren van de kwaliteit van eiwitten in de mitochondriën zich ophopen in microglia (cellen die betrokken zijn bij de bewaking en balans van de hersenen), deze cellen in een staat van langdurige stress terechtkomen.
De reactie, bekend als mtUPR (mitochondriale ongevouwen eiwitrespons), is een verdedigingsmechanisme van cellen die hun metabolisme veranderen en minder effectief communiceren met neuronen en andere ondersteunende cellen van het zenuwstelsel.
Als deze reactie chronisch actief blijft, kan deze de cellulaire veroudering bevorderen, bijdragen aan het verlies van de balans van het zenuwstelsel en een pro-inflammatoire omgeving creëren die kan bijdragen aan processen die verband houden met neurodegeneratie.
Om deze mechanismen te reconstrueren, gebruikten de onderzoekers verschillende experimentele modellen gebaseerd op menselijke pluripotente stamcellen, celculturen bestaande uit neuronen, astrocyten en microglia, en hersenorganoïden die microglia bevatten. De observaties bij het dier laten ook zien hoe de studie van zeldzame genetische defecten, zoals die gekoppeld aan PITRM1, kan helpen om meer algemene biologische processen te begrijpen.
Juist omdat ze afhankelijk zijn van zeer specifieke veranderingen, bieden deze aandoeningen een nuttige sleutel tot het onderzoeken van mechanismen die ook relevant kunnen zijn bij de meest voorkomende neurodegeneratieve ziekten die verband houden met veroudering.
Van mitochondriën tot het zenuwstelsel
“Deze studie laat zien hoe een cellulair mechanisme dat normaal verantwoordelijk is voor de bescherming van mitochondriën, indien chronisch geactiveerd in microglia, kan bijdragen aan het creëren van een ongunstige omgeving voor zenuwweefsel – legt Brunetti uit -. De resultaten helpen om het verband tussen veranderingen in de mitochondriale proteostase, ontstekingen en neurodegeneratie beter te begrijpen, en bevestigen het belang van het ook bestuderen van zeldzame ziekten om bredere biologische processen te identificeren.”
“Microglia worden steeds meer erkend als een centraal element in de processen van veroudering en neurodegeneratie – concludeert Michela Deleidi. Ons werk geeft aan dat mitochondriale stress het gedrag van deze cellen kan veranderen, waardoor de dialoog met neuronen en andere gliacellen kan veranderen. Het begrijpen van deze mechanismen zal helpen bij het identificeren van nieuwe strategieën gericht op de cellulaire en metabolische componenten die betrokken zijn bij neurodegeneratieve ziekten.”
