Het herstellen van een lekkende bloed-hersenbarrière kan de hersenfunctie verjongen
Nieuw onderzoek bij muizen zet vraagtekens bij het idee dat "je een oude hond geen nieuwe trucjes kunt leren". Het antwoord zou kunnen liggen in het in stand houden van de bloed-hersenbarrière, die met de jaren lekt.
De bloed-hersenbarrière is een complexe reeks bloedvatkenmerken die de hersenen helpen beschermen tegen mogelijk schadelijke stoffen in de bloedbaan.
In een recent Science translationele geneeskunde studie beschrijven wetenschappers hoe de afbraak van de bloed-hersenbarrière hersenontsteking en cognitieve stoornissen kan veroorzaken bij ouder wordende muizen.
Het internationale team ontdekte dat de afbraak van de bloed-hersenbarrière een signaaleiwit in hersencellen activeert dat astrocyten wordt genoemd.
De onderzoekers ontwikkelden en testten vervolgens een medicijn dat het signaaleiwit blokkeerde, genaamd transforming growth factor-beta (TGF-beta).
Na behandeling met het medicijn vertoonden de muizen minder tekenen van hersenontsteking en een verbeterd vermogen om nieuwe taken te leren die overeenkwamen met de prestaties van veel jongere muizen.
"We hebben de neiging om op dezelfde manier na te denken over de verouderde hersenen als we over neurodegeneratie denken: leeftijd gaat gepaard met functieverlies en dode cellen", zegt co-senior studie auteur Daniela Kaufer, een professor in integratieve biologie aan de University of California, Berkeley.
"Maar onze nieuwe gegevens vertellen een ander verhaal over waarom de verouderde hersenen niet goed functioneren: het is vanwege deze‘ mist ’van ontstekingsbelasting," voegt ze eraan toe.
Prof. Kaufer legt uit dat binnen enkele dagen na het afschaffen van de 'ontstekingsmist' de verouderde hersenen meer gaan functioneren als jonge hersenen.
De bevindingen zouden wetenschappers moeten helpen de achteruitgang van hersenfuncties met ontstekingen die gepaard kunnen gaan met veroudering en aandoeningen zoals dementie, beter te begrijpen.
Ontstekingsmist onderzoeken
Een toenemend aantal onderzoeken - waaronder beeldvormende onderzoeken door co-senior studie auteur Alon Friedman van de Ben-Gurion Universiteit van de Negev in Israël en de Dalhousie Universiteit in Canada - toont aan dat de bloed-hersenbarrière minder efficiënt wordt met de leeftijd.
Hoe lekter de bloed-hersenbarrière wordt, hoe gemakkelijker het is voor stoffen die ontstekingen veroorzaken om vanuit de bloedbaan over te steken naar hersenweefsel en cellen te beschadigen.
Kaufer en Friedman zijn ook co-senior auteurs van een ander recent Science translationele geneeskunde studie waarin ontstekingsmist in lekkende bloed-hersenbarrières nader werd bekeken.
Mensen met de ziekte van Alzheimer kunnen vaak epileptische voorvallen krijgen, maar zij en hun artsen zijn zich daar niet per se van bewust.
Ouder worden is een risicofactor voor zowel de ziekte van Alzheimer als epilepsie, en experimentele en klinische gegevens ondersteunen het idee van een verband tussen de twee aandoeningen.
Voor de tweede studie analyseerde het team EEG-metingen van mensen met de ziekte van Alzheimer en vond een EEG-handtekening voor wat zij omschrijven als 'paroxismale langzame golfgebeurtenissen (PSWE's)'.
Aan de hand van de EEG's zagen ze hoe de snelheid van PSWE's overeenkwam met het niveau van cognitieve stoornissen van de individuen.
In EEG's van mensen met epilepsie ontdekten ze dat PSWE's die optraden tussen aanvallen overeenkwamen met gebieden met een lekkende bloed-hersenbarrière. Ze vonden dezelfde overeenkomst bij oudere muizen, muizen die vatbaar zijn voor de ziekte van Alzheimer en ratten met geïnduceerde epilepsie.
TGF-bèta en albumine
Uit aanvullende tests bij jonge ratten bleek dat het mogelijk was om de bloed-hersenbarrière te verstoren door het eiwit albumine in de hersenen te introduceren. Dit leidde tot een hoger percentage PSWE's.
In eerder onderzoek hadden Friedman en Kaufer aangetoond dat albumine na een trauma in de hersenen kan lekken. Het eiwit hecht zich aan de TGF-bètareceptor van astrocyten.
Door zich te binden aan de TGF-bèta-receptoren van astrocyten, veroorzaakt het eiwit een reeks ontstekingsgebeurtenissen die hersencellen en -circuits beschadigen.
De schade vergroot de kans op aanvallen door de balans tussen excitatie en remming van neuronen te verstoren.
Het team concludeert dat de bevindingen wijzen op een lekkende bloed-hersenbarrière als mogelijke oorzaak van niet-convulsieve aanvallen bij mensen met de ziekte van Alzheimer. Het kan ook een mogelijk behandeldoel zijn.
Biomarkers voor verstoorde bloed-hersenbarrières
De onderzoekers suggereren dat de twee reeksen bevindingen twee nieuwe biomarkers bieden die artsen kunnen helpen bij het identificeren van personen die mogelijk een probleem met de bloed-hersenbarrière hebben: de ene met behulp van MRI (die lekkende barrières kan detecteren) en de andere met behulp van EEG (die abnormale hersenritmes).
Er is ook ruimte om het medicijn te ontwikkelen dat ze gebruikten als een manier om een lekkende bloed-hersenbarrière te herstellen om enkele van de problemen die het kan veroorzaken te vertragen en misschien zelfs ongedaan te maken.
"We hebben nu twee biomarkers die u precies vertellen waar de bloed-hersenbarrière lekt, zodat u patiënten kunt selecteren voor behandeling en beslissingen kunt nemen over hoe lang u het medicijn toedient."
Prof. Daniela Kaufer
Deskundigen die commentaar geven op de twee onderzoeken verwelkomen de bevindingen over het algemeen, maar waarschuwen ervoor om niet te snel tot de conclusie te komen dat ze manieren beschrijven om dementie bij mensen om te keren.
"Al met al", zegt Diego Gomez-Nicola, universitair hoofddocent neurowetenschappen aan de Universiteit van Southampton in het Verenigd Koninkrijk, "dragen deze studies bij aan de kennis die de impact van ontsteking op dementie ondersteunt, en bieden ze veelbelovende doelen voor toekomstige klinische studies. . "
