Het opbouwen van een bloed/hersenbarrièremodel. bEC staat voor (bloed)endotheelcellen), AD-cellen zijn Alzheimercellen (afb: MIT)
De voor de ziekte van Alzheimer kenmerkende beta-amyloïde-plaques in de hersens verstoren hersenfuncties en veroorzaken de dood van hersencellen. Die eiwitklonteringen zouden echter ook verantwoordelijk zijn voor het lek raken van de bloed/hersenbarrière waardoor normaaluit de hersens geweerde stoffen het effect van de ziekte kunnen verergeren. Onderzoekers van, onder meer, het MIT in Cambridge (VS) kregen dat vermoeden bevestigd op basis van onderzoek aan een model voor die barrière.
De MIT-onderzoekers bouwden een model van de bloed/hersenbarrière met bloedvatwandcellen (endotheelcellen) die dienen als barrière en door beta-plaques aangedane hersencellen. Het bleek dat in hun model trombine, een stollingsfactor die normaal voorkomt in het bloed, die barriere kon oversteken en vervolgens de Alzheimerneuronen nog eens extra beschadigde. “We konden in dit model duidelijk laten zien dan beta-amyloïde de barrièrefunctie kan aantasten en als dat eenmaal gebeurt stoffen de hersens binnen kunnen komen die schadelijk zijn voor de hersencellen”, zegt MIT-onderzoeker Roger Kamm.
De onderzoekers gebruikten het model ook om te kijken welke medicijnen die lekke barrière weer dicht. Daarmee zou het afsterven van hersencellen bij Alzheimerpatiënten wel eens kunnen worden afgeremd (vooropgesteld dat het gebruikte model een goede voorspeller is van wat er in het echt gebeurt).
Het schijnt inderdaad al geconstateerd te zijn dat Alzheimerpatiënten last hebben van een lekke bloed/hersenbarrière. Dat wordt cerebrale amyloïdeangiopathie (CAA) genoemd. Het idee is dat daardoor schadelijke stoffen makkelijker de hersens kunnen binnendringen. Dat bracht Kamm en de zijnen tot het ontwikkelen van hun model.
Kamm: “We wilden een model maken dat we konden gebruiken om de wisselwerking te bestuderen tussen Alzheimerneuronen en hersenbloedvaten. Aangezien er met zo weinig succes is gewerkt aan effectieve medicijnen, is er de laatste jaren meer aandacht voor CAA gekomen.” De groep werkte daar al jaren aan en heeft, onder meer, Alzheimercellen gekweekt die volop beta-amyloïde produceren.
Na de endotheelcellen en de Alzheimerneuronen tien dagen te hebben laten groeien in het microvloeistofmodel van de bloed/hersenbarrière (zie plaatje) voegden ze in een centraal kanaaltje collageen (de ‘lijm’ van het lichaam) toe via een centraal kanaaltje om de twee weefseltypes te scheiden. Ze constateerden dat binnen drie tot zes dagen het beta-amyloïde zich begon op te hopen in het, inmiddels gevormde, endotheelweefsel. Daardoor raakten die cellen ‘lek’ (er kwam meer ruimte tussen). De onderzoekers constateerden dat eiwitten die zorgen voor een stevige binding tussen de cellen minder werden aangemaakt en dat er meer enzymen werden aangemaakt die de buitencellige matrix afbreken die normaal de bloedvaten versterkt.
Daardoor kon trombine die endotheelbarrière oversteken. Een overmaat aan trombine is slecht voor de hersencellen en kan leiden tot het afsterven ervan. Kamm: “”We zagen dingen die ook waargenomen zijn in dierenproeven, maar nu hebben we die in groter detail en met grotere betrouwbaarheid ook gezien in een regelbaar modelsysteem.”
Medicijnen
De onderzoekers zijn meteen ook maar op zoek gegaan naar stoffen die die lekkage kunnen repareren. Ze probeerden twee medicijnen uit die in de VS al zijn goedgekeurd voor andere toepassingen (dus al veilig aangemerkt): etodolac (een ontstekingsremmer en pijnstiller gebruikt bij reumapatiënten; kennelijk nog niet in Nederland/Europa toegelaten) en beclomethason (ook een ontstekingsremmer, onder meer, gebruikt bij astmapatiënten).
Toepassing van etodolac zorgde ervoor dat het endotheelweefsel (de barrière) weer hechter werd en dat de neuronen beter overleefden. Beclomethason had weinig effect op de ‘lekkages’. De onderzoekers willen nu hun barrièremodel gebruiken om ook andere kandidaatmedicijnen te testen alvorens die op dieren en (uiteindelijk) mensen los te laten. Kamm: “Dit zou mogelijk een nieuwe vorm van Alzheimerbehandeling zijn, vooral als je weet hoe weinig effectief behandelingen tot nu toe zijn geweest.”
Bron: Alpha Galileo