Miljoenensubsidie voor het in kaart brengen van veranderingen in het brein bij hersenaandoeningen

Het Institute for Chemical Neuroscience (iCNS) heeft een Zwaartekrachtsubsidie van 23,23 miljoen euro ontvangen. Hiermee gaan onderzoekers tot op het kleinste niveau veranderingen in het brein in kaart brengen die ten grondslag liggen aan psychiatrische symptomen. De Utrechtse hoogleraar Maarten Kole is een van de aanvragers van het project, dat een samenwerking is tussen universiteiten, universitair medische centra en het Nederlands Herseninstituut. Het uiteindelijke doel van het onderzoek is een betere diagnose en behandeling van hersenaandoeningen zoals depressie, frontotemporale dementie en angststoornissen.

In onze samenleving kampt een op de vier mensen met een hersenaandoening. “Van veel hersenstoornissen is nog steeds onbekend welke moleculaire mechanismen eraan ten grondslag liggen”, vertelt consortiumleider Inge Huitinga, directeur van de Nederlandse Hersenbank van het Nederlands Herseninstituut en bijzonder hoogleraar Neuroimmunologie aan de UvA. “De relatie tussen veranderingen in het hersenweefsel en de symptomen van patiënten is erg complex. We zijn niet goed op de hoogte van de specifieke cellen, hersennetwerken en moleculaire processen die verantwoordelijk zijn voor de psychiatrische symptomen en klachten bij patiënten met een hersenziekte.”

Veranderingen in cellen

Maarten Kole, die ook actief is als groepsleider aan het Nederlands Herseninstituut, onderzoekt al sinds lange tijd de rol van gliacellen: cellen in onze hersenen die onder andere ondersteuning bieden aan zenuwcellen.

Kole: “We denken dat psychiatrische symptomen verband houden met veranderingen die optreden in individuele cellen, en dan met name tussen de gliacellen en zenuwcellen. Er is steeds meer hersenmateriaal beschikbaar van mensen met psychiatrische aandoeningen om dit vraagstuk te onderzoeken. En ondertussen zijn in de scheikunde en de moleculaire biologie allerlei veelbelovende technieken ontstaan, die het onderzoek naar het menselijk brein wezenlijk kunnen gaan veranderen.”

Het doel is om biomarkers, meetbare indicatoren, te ontwikkelen voor de diagnose, prognose, en uiteindelijk behandeling van de hersenaandoeningen waar veel mensen aan lijden.

Krachten bundelen

De onderzoekers hopen uiteindelijk meer duidelijkheid te krijgen over wat er precies gebeurt in de cellen en dit samen te brengen tot een moleculaire ‘hersenatlas’. Verschillende disciplines, zoals de neurobiologie, scheikunde, datawetenschap en de psychiatrie, gaan daarvoor kun krachten bundelen.

Kole: “Het doel is om biomarkers, meetbare indicatoren, te ontwikkelen voor de diagnose, prognose, en uiteindelijk behandeling van de hersenaandoeningen waar veel mensen aan lijden. Als we beter weten wat er precies misgaat in de hersenen, dan kunnen we straks gericht in het bloed of met PET-scans gaan meten om vast te stellen wat er aan de hand is. Hierdoor kunnen we toe naar een meer gepersonaliseerde aanpak.”

Menselijk hersenmateriaal

In tegenstelling tot traditioneel hersenonderzoek, nemen de onderzoekers in iCNS menselijk hersenmateriaal van de Nederlandse Hersenbank (NHB) als uitgangspunt. Dit materiaal is afkomstig van mensen die hun lichaam na overlijden beschikbaar hebben gesteld aan de wetenschap. Van veel van die mensen is geanonimiseerde klinische en genetische informatie bekend. Daarnaast verzamelen de onderzoekers hersenvloeistof en plasma van levende patiënten met een hersenaandoening.

Zestien hersengebieden

De moleculaire hersenatlas wordt gemaakt door in groot detail in kaart te brengen welke veranderingen plaatsvinden in zestien hersengebieden waarvan bekend is dat ze een rol spelen bij neuropsychiatrische aandoeningen. Met nieuwe computerbenaderingen, zogenaamde machine learning-modellen, willen de onderzoekers de grote aantallen gegevens die verzameld worden, koppelen aan de psychiatrische symptomen van zo’n 3.000 donoren. Daarna kunnen de onderzoekers innovatieve chemische methoden inzetten om in modelsystemen, zoals in het lab gekweekte mini-orgaantjes van hersenweefsel, te onderzoeken hoe veranderingen die gelinkt zijn aan bepaalde symptomen, beïnvloed of gecorrigeerd kan worden.

Huitinga: “Deze grootschalige en interdisciplinaire aanpak van het nieuwe Institute for Chemical Neuroscience, die mogelijk wordt gemaakt door de Zwaartekracht-financiering, kan tot grensverleggende inzichten gaan leiden en die zijn hard nodig.”