De niet-natuurlijke laesies die bij de muisjes werden aangebracht (afb: Nature)

Al vele jaren wordt er onderzoek gedaan naar methodes om de verlamming te genezen waarmee (dwars)laesies gepaard gaan, maar ondanks ‘voorzichtige’ succesjes is dé oplossing nog niet gevonden. Nu schijnen Chinese onderzoekers een methode gevonden hebben de weerstand (enigszins) op te heffen die zenuwvezels hebben na breuk te helen. Muisjes met een, opzettelijke, aangebrachte laesies konden na de behandeling weer gebruik maken van hun ledematen (hetgeen ze eerder niet konden).

Het ruggenmerg is, oneerbiedig gesteld, een doorgeefluik voor de hersens naar de diverse delen van ons lichaam en omgekeerd. Als daar de ‘kabel’ wordt doorgesneden (door een ongeluk om met opzet) raken de lichaamsdelen ‘onder’ de laesie verstoken van informatie en krijgen de hersens ook geen gegevens meer van de ‘verre voorposten’ en raakt het lichaam daar verlamd. De wond die ontstaat in het ruggenmerg wordt opgevuld met bindweefsel en daarmee wordt de scheiding definitief gemaakt.
Toch zouden er ook ook na de laesie nog stukken weefsel zijn die functioneel intact zijn. De onderzoekers schijnen het voor elkaar gekregen te hebben door weerstand tegen herstel te verminderen dat intacte weefsel ten goede in te zetten. Daardoor ontstond er weer contact tussen de hersens en verdere delen in het lichaam en trad een, gedeeltelijk, herstel van de verlamming op bij de proefdiertjes.

Lang is men ervan uitgegaan dat het herstellen van het contact tussen beide van elkaar gescheiden delen van het ruggenmerg alleen te herstellen is door heel nauwkeurig de zenuwvezels weer met elkaar te verbinden. Door recent onderzoek is dat ‘dogma’ op zijn minst op losse schroeven komen te staan. Er blijken zich nieuwe verbindingen te kunnen vormen waardoor de laesie kan worden overbrugd, waardoor de informatiestroom deels is te herstellen (zie ook).
Bo Chen, verbonden aan het kinderziekenhuis in Boston, en zijn medeonderzoekers waren op zoek naar een permanente oplossing. Muisjes met een dwarslaesie (per saldo waren alle zenuwbanen doorgesneden) kregen middelen ingespoten om de neurale activiteit te beïnvloeden. Een van die verbindingen, een klein molecuul dat werd aangeduid met CLP290, bleek resultaat op te leveren.

CLP290

CLP290 activeert het eiwit KCC2, dat natrium- en kaliumionen vervoert en er voor moet zorgen dat concentraties op peil blijven. Signaalstoffen als GABA of glycine openen de chlorideionkanalen in het membraan van de zenuwcellen waardoor chloride-ionen de cel in kunnen komen en de activiteit van de zenuwcel remmen. KCC2 zorgt dat het chloride de cel wordt uitgebonjourd en regelt zo de mate van remming door de neurotransmitters (signaalstoffen).

Een (dwars)laesie verlaagt het KCC2-niveau in zenuwcellen onder de breuk. De onderzoekers bekeken wat het effect is van een verhoging van de KCC2-spiegel op drie typen zenuwcellen in het ruggenmerg: de remmende, aangeslagen en bewegingscellen (excuus als ik hier met naamgeving in de fout ga; ik kan de juiste termen even niet vinden). Het bleek dat verhoging van de KCC2-spiegel in de remcellen hetzelfde effect had als toediening van CLP290.
Het lijkt voor de hand te liggen dat de verlaging van de KCC2-spiegel ten gevolge van de verwonding van het ruggenmerg leidt tot afname van de activiteit door de vergrote instroom van chloride onder invloed van de signaalstoffen GABA en glycine. Vermindering van KCC2 kan echter ook tot het aanslaan (activeren) leiden als een tekort aan dit transporteiwit de chlorideconcentratie zozeer verhoogt dat de door GABA en glycine in gang gezette opening van de chloridekanalen eerder leidt tot een uitstroom van chloride dan een instroom. Dat geeft GABA en glycine ‘de gelegenheid’ neuronen aan te slaan. Na de geboorte leidt een verhoging van de KCC2-spiegel in neuronen tot een verlaging van de chlorideconcentraties tussen de cellen waardoor hun aangeslagen activiteit omslaat in een remmende.

De onderzoekers vonden ook dat door de verlaging van de KCC2-spiegel in remneuronen die zich tussen de twee ruggenmergincisies bevonden (zie plaatje) die cellen actiever werden waardoor ze het ontstaan van verbindingen tegenwerkten. Die ‘verbindingscircuits’ vielen als het ware in slaap. CLP290 herstelde de functionaliteit van die circuits door te voorkomen dat de KCC2-spiegel daalde en er een evenwicht ontstond tussen remming en excitatie. Daarnaast demonstreerden de onderzoekers dat toediening van CLP290 niet leidde tot groei van de zenuwcellen, maar tot het herstel van het ionenevenwicht in de cellen in die overbrengingscircuits.
Ze toonden ook aan dat de informatiestroom die op gang kwam via die herstelde verbindingscircuits werden doorgegeven. Elektrische impulsen in de muizenhersentjes resulteerden in de activering van spieren in de achterpootjes. De neuronen tussen de twee ruggenmerginkepingen waren veel actiever bij de behandelde muisjes dan bij de niet met CLP290 behandelde muisjes. CLP290 lijkt geen nadelige effecten bij muisjes te veroorzaken zelfs niet in hoge concentraties.

Toepasbaar?

Vooralsnog is het onduidelijk of bij mensen dezelfde effecten zullen worden gevonden. De bij de muisjes aangebrachte inkepingen] in het ruggenmerg lijken niet erg op de laesies die ontstaan bij mensen als gevolg van een ongeluk. Dat zou betekenen dat zo’n behandeling alleen zin heeft als er nog een behoorlijk deel van de zenuwbanen intact is in het laesiegebied. Bovendien treden er bij een laesie meer verwoestende effecten op, terwijl CLP290 maar op een aspect daarvan aangrijpt.

Toch denken de onderzoekers dat deze simpele behandeling kan werken in combinatie met andere methodes om, onder meer, het contact tussen de zenuwbanen weer te herstellen. Chen en de zijnen denken dat CLP290 in combinatie met herstelbehandelingen, met name elektrische stimulatie, goed kan werken. Zenuwstamcelbehandeling van het laesiegebied zou tot vorming van die verbindingscircuits kunnen leiden. Bij apen (b)leek dat effect te hebben. Dan zou vermindering van de remming in de nabijheid van de ingebrachte cellen door CLP290 kunnen helpen de verbinding tussen twee delen van het ruggenmerg weer tot stand te brengen. Afijn, het zal nog wel even duren voordat deze methode in de klinische praktijk zal worden toegepast (als het al zo ver komt).

Bron: Nature