4 april 2019

Publicatie in Journal of Neuroscience

Mogelijke link ontdekt tussen autisme en vorming van remmende synapsen

Groen gekleurde hersencellen op microscoopbeeld

Neurobiologen Cátia Frias en Corette Wierenga bestudeerden de vorming van remmende synapsen, een proces dat bestaat uit een reeks stappen. Daarbij ontdekten ze een verrassende link met autisme: MET, een van de betrokken eiwitten, staat op een lijst van zogenaamde ‘risicofactoren voor autisme’. Dat betekent dat foutjes in dat eiwit gevonden zijn in sommige autismepatiënten. Dit laat zien dat er misschien verbanden zijn tussen autisme en de vorming van remmende synapsen. De resultaten zijn op 26 maart gepubliceerd in Journal of Neuroscience.

“Onze hersencellen geven informatie aan elkaar door via gespecialiseerde verbindingen, die we synapsen noemen”, legt Wierenga uit. “Verreweg de meeste daarvan zijn activerend, dat wil zeggen, ze verhogen de activiteit van de ontvangende hersencel. Maar zo’n 10-20% werkt juist remmend. Het onderzoek naar remmende synapsen is nog vrij nieuw: tot een jaar of tien geleden dachten we dat ze eigenlijk niet zo interessant waren. Maar ze blijken juist heel belangrijk. Remmende synapsen fungeren als een soort ‘regisseurs’ die de activerende synapsen in het brein sturen.”

Plakjes muizenhersenen

Synapsen worden continu gevormd en afgebroken, bijvoorbeeld als we nieuwe dingen leren. Wierenga en haar collega’s bekijken de vorming van remmende synapsen met een speciale microscoop, waarmee ze levende hersencellen in plakjes van muizenhersenen kunnen zien. De cellen worden zichtbaar door middel van fluorescerende eiwitten (biologische moleculen), waardoor ze een rode of groene kleur krijgen. Met een twee-fotonenmicroscoop kunnen de onderzoekers individuele synapsen zien en hun veranderingen volgen.

In deze hersenplak zijn enkele hersencellen groen gekleurd. Blauw-rode kleuringen laten overal remmende synapsen zien (gevormd op groene en niet-gekleurde hersencellen).

Elke tien minuten een foto

Door gedurende twee uur lang elke tien minuten een ‘foto’ te maken, brachten de onderzoekers in kaart welke synapsen stabiel zijn, en welke gevormd of afgebroken worden. Wierenga: “Op deze manier konden we vaststellen dat vorming van een nieuwe remmende synaps geen simpel aan/uit-proces is, maar dat dit proces uit een reeks opeenvolgende stappen bestaat, waarbij specifieke moleculaire gebeurtenissen plaatsvinden. We onderzochten nu een specifieke route in detail, en vonden daarbij een verrassende link met autisme. In de toekomst willen we de moleculaire processen nog verder uitzoeken.”

Publicatie

Semaphorin4D induces inhibitory synapse formation by rapid stabilization of presynaptic boutons via MET co-activation
Cátia P. Frias, Jian Liang, Tom Bresser, Lisa Scheefhals, Matthijs van Kesteren, René van Dorland, Hai Yin Hu, Anna Bodzeta, Paul M. P. van Bergen en Henegouwen, Casper C. Hoogenraad and Corette J. Wierenga
Journal of Neuroscience, 26 March 2019, DOI 10.1523/jneurosci.0215-19.2019