Het lang gekoesterde idee dat onze hersenen een biologisch afgesloten vesting vormen, is door twee onafhankelijke wetenschappelijke onderzoeken weerlegd. Stanford-onderzoekers toonden aan dat immuuncellen uit het bloed vanaf de middelbare leeftijd in grote aantallen het menselijk brein binnendringen en daar transformeren tot microglia, de gespecialiseerde afweercellen van de hersenen. Tegelijkertijd ontdekten onderzoekers van de Icahn School of Medicine bij Mount Sinai dat het eiwit TIMP2 de functie van verouderde microglia kan herstellen. Deze ontdekkingen veranderen de manier waarop wetenschappers naar hersenveroudering kijken en openen nieuwe wegen voor toekomstige behandelingen van neurodegeneratieve aandoeningen zoals Alzheimer.
- Immuuncellen uit het bloed dringen vanaf de middelbare leeftijd het menselijk brein binnen en worden daar microglia.
- Stanford-onderzoekers ontdekten dat specifieke genetische mutaties in bloedcellen samenhangen met een lager risico op Alzheimer.
- Onderzoek van Mount Sinai toont aan dat het eiwit TIMP2 verouderde microglia bij muizen weer efficiënt afval laat opruimen.
Bloedbanen blijken directe toegang tot het brein te bieden
Tientallen jaren ging de wetenschap ervan uit dat het immuunsysteem van de hersenen grotendeels gescheiden bleef van de rest van het lichaam. De bloed-hersenbarrière hield veel stoffen en cellen tegen, en men dacht dat de microglia — de eigen afweercellen van het brein — al bij de geboorte werden gevormd en zichzelf levenslang in stand hielden zonder hulp van buitenaf.
Onderzoekers van Stanford Medicine, onder leiding van Julia Belk, Siddhartha Jaiswal en Howard Chang, besloten die veronderstelling te onderzoeken. Uit eerdere analyses van genetische gegevens bleek al dat mensen met specifieke mutaties in bloedstamcellen opvallend minder vaak Alzheimer ontwikkelden. Om te achterhalen of deze afwijkende immuuncellen daadwerkelijk de hersenen bereikten, verleken de onderzoekers het DNA van immuuncellen uit het bloed met dat van immuuncellen uit post-mortaal hersenweefsel. Ze maakten hiervoor gebruik van menselijke weefsels uit het Stanford Rapid Autopsy Center en het Alzheimer’s Disease Sequencing Project van de University of Washington.
De vinding dat immuuncellen uit het bloed op latere leeftijd op grote schaal de hersenen instromen, weerlegt een fundamenteel uitgangspunt binnen de neurowetenschap.
Eiwit TIMP2 vermindert ontstekingen in verouderde hersenen
Parallel aan het werk van Stanford richtte een team van de Icahn School of Medicine bij Mount Sinai, geleid door Joseph M. Castellano en Brittany Hemmer, zich op de vraag hoe de werking van microglia op latere leeftijd achteruitgaat. Microglia spelen een cruciale rol bij het schoonhouden van de hersenen door celresten op te ruimen en neurale netwerken te ondersteunen. Naarmate het brein ouder wordt, verliezen deze cellen echter hun efficiëntie, wat kan leiden tot chronische ontstekingen.
In een studie gepubliceerd in Nature Communications toonden de onderzoekers aan dat het eiwit TIMP2 essentieel is voor een gezonde functie van microglia. Wanneer bij muizen het gen voor TIMP2 werd uitgeschakeld, vertoonden de afweercellen in de hersenen snel kenmerken van veroudering en schade. De cellen ruimden minder celafval op en veroorzaakten meer ontstekingsreacties in de hersenomgeving.
Vervolgens voerden de onderzoekers een experiment uit door verouderde muizen injecties met TIMP2 te geven. Deze behandeling zorgde ervoor dat de microglia uit hun ontstekingsbevorderende staat kwamen en hun vermogen om celresten op te ruimen herstelden.
Betekenis voor toekomstige behandelingen
De combinatie van deze twee studies werpt een heel nieuw licht op de wisselwerking tussen het immuunsysteem in het lichaam en de gezondheid van de hersenen. Waar de hersenen voorheen werden gezien als een gesloten orgaan dat uitsluitend van binnenuit behandeld kon worden, blijkt er sprake te zijn van een continue dynamiek met de bloedsomloop.
Voor de ontwikkeling van toekomstige medicijnen impliceert dit dat behandelvormen via het bloed wellicht directe invloed kunnen uitoefenen op processen in het brein.
Dit betekent dat therapieën tegen neurodegeneratieve ziektes zich in de toekomst niet meer alleen op het centrale zenuwstelsel hoeven te richten, maar dat het beïnvloeden van immuuncellen in het bloed of het toedienen van specifieke eiwitten al voldoende kan zijn om hersenveroudering af te remmen. De onderzoekers van Mount Sinai benadrukken wel dat verdere studies nodig zijn om vast te stellen of de resultaten met TIMP2 bij muizen één-op-één vertaalbaar zijn naar de mens.
Wat denkt u over deze nieuwe inzichten in de wisselwerking tussen ons bloed en onze hersenen? Laat uw reactie hieronder achter.
