De ontwikkeling en differentiëring van hersencellen wordt gestuurd door proneurale eiwitten die zelf weer gestuurd worden door een ’tijdschakelaar’  (afb: Cell)

Het leven kunnen we overal om ons heen waarnemen, we kunnen er wat aan morrelen, maar vele aspecten daarvan zijn nog steeds een groot raadsel. Sterker nog: het lijkt wel alsof de mens al onderzoekende steeds meer vragen opdiept in plaats van beantwoordt. Een van de vragen is waarom zenuwcellen in ons lijf niet of nauwelijks vernieuwen. Nu hebben Bassem Haddan en medeonderzoekers aan de Katholieke Universiteit een groep eiwitten ontdekt die een rol spelen bij de aanmaak van zenuwcellen. Dat proces bepaalt de differentiatie van de cellen en de ontwikkeling van het zenuwstelsel. Voorlopig zullen ze nog wel het een en ander moeten uitvissen alvorens te denken aan therpaeutische mogelijkheden van hun ontdekking.Het mechanisme dat de Leuvenaars ontdekt hebben schijnt vrij wijd verspreid  te zijn onder de soorten. Het regelt de aanmaak van zenuwcellen met behulp van een nauwkeurige ’tijdschakelaar’, waarbij de zogeheten proneurale eiwitten een wezenlijke rol spelen.
Ons zenuwstelsel bestaat uit een groot aantal verschillende cellen en toch is er maar een klein aantal eiwitten betrokken bij de bepaling welke cel wat wordt. Een deel daar weer van, de genoemde proneurale eiwitten, starten en regelen de ontwikkeling van de hersens en de aanmaak van de diverse zenuwcellen. De eiwitten worden aangemaakt tijdens de ontwikkeling van de hersens, vooral tijdens de draagtijd/zwangerschap. Het zijn zogeheten transcriptiefactoren, dat wil zeggen dat ze de activiteit van genen voor de aanmaak van andere eiwitten sturen. Hoe die tijdsfactor werkt en hoe de differentiatie in vele verschillende typen hersencellen werkt was (en is) onbekend. Hoe is het mogelijk dat een klein aantal eiwitten in een korte periode kan zorgen voor zoveel en zoveel verschillende zenuwcellen? Wat zijn de gevolgen van de kortdurende activiteit van die eiwitten? Komt dit mechanisme bij veel soorten leven?

Onderzoek aan fruitvliegjes en muizen had uitgewezen dat die proneurale eiwitten al vrij snel in de ontwikkeling van de neurale stamcellen een rol spelen en vervolgens groeit hun activiteit door zelfactivering. Die plotselinge groei stopt zeer snel. Hoe kan een eiwit dat zichzelf activeert op het toppunt van zijn kunnen verdwijnen? Dat doet een nog onbekend mechanisme bevroeden dat een eind maakt aan die hoge activiteit en die de grootte en duur van de activiteit van de proneurale eiwitten stuurt.
Om achter antwoorden op al die vragen te komen bestudeerden de onderzoekers de activiteit van de proneurale eiwitten bij de ontwikkeling van het netvlies van fruitvliegjes. Daar sturen die eiwitten de omvorming van neurale stamcellen in netvliescellen. Er bleek een soort binair aan/uit-mechanisme te bestaan dat de aanmaak van die proneurale eiwitten stopzet door fosforylering in een deel van het eiwit dat zowel bij fruitvliegjes voorkomt, als bij muizen als bij mensen en vermoedelijk nog een hele reeks andere dieren. Als die fosforylering werd onderdrukt dan verandert de activiteit van de proneurale eiwitten, waardoor de hersens zich niet normaal ontwikkelen. Die veranderingen hebben effect op de communicatie tussen zenuwcellen en zorgen voor een minder grote diversiteit in cellen.
Het afremmen van dat aan/uit-mechansime zorgt voor grote veranderingen in de activiteit van de betrokken genen. De gevoelige en nauwkeurige ’tijdschakelaar’ stuurt kennelijk het evenwicht tussen actieve en niet-actieve proneurale eiwitten. Wellicht leidt het ontraadselen van dit mechanisme tot behandelingswijzen voor hersenaandoeningen, vooral die waarbij grote aantal hersencellen afsterven zoals de ziektes van Alzheimer of Parkinson, maar eerst is er nog veel werk aan de winkel.

Bron: Alpha Galileo