Onderzoekers van de University of Notre Dame rapporteren dat chronische fysieke druk op de hersenen meerdere directe en indirecte mechanismen activeert die leiden tot geprogrammeerde celdood van neuronen. Het team, mede-geleid door Meenal Datta (TIME Lab) en Christopher Patzke, gebruikte netwerken van neuronen en gliacellen die uit iPSCs zijn gekweekt en zette deze aanhoudend onder compressie om de druk van een groeiend glioblastoom na te bootsen.
Promovendi Maksym Zarodniuk en Anna Wenninger analyseerden welke cellen het overleefden en welke stierven. Sequencing van boodschapper-RNA toonde verhoogde niveaus van HIF-1-moleculen, die stressadaptieve genen signaleren en ontsteking kunnen bevorderen, en een toegenomen expressie van AP-1, verbonden aan neuro-inflammatoire reacties. Beide reacties wijzen op actieve neuronale schade en synaptische disfunctie.
Vergelijking met gegevens uit het Ivy Glioblastoma Atlas Project en experimenten met een live-compressiesysteem op preklinische hersenmodellen versterkten de conclusies. De geïdentificeerde signaalroutes vormen mogelijke targets voor geneesmiddelen om neuronale celdood te verminderen. De onderzoekers benadrukken dat hun benadering ziekte-onafhankelijk is en ook toepasbaar kan zijn op andere aandoeningen die de mechanica van de hersenen veranderen, zoals traumatisch hersenletsel. De studie kreeg financiering van de National Institutes of Health en het Harper Cancer Research Institute at Notre Dame; Datta en Patzke zijn verbonden aan meerdere onderzoekscentra van Notre Dame.
Moeilijke woorden
- compressie — druk die aanhoudend op weefsel wordt uitgeoefend
- geprogrammeerde celdood — gecontroleerd proces waardoor een cel sterft
- gliacel — steuncel in het zenuwstelsel naast neuronengliacellen
- neuro-inflammatoire — ontstekingsreactie die het zenuwstelsel betreft
- synaptische disfunctie — stoornis in de communicatie tussen zenuwcellen
- signaalroute — serie processen die cellen signalen doorgevensignaalroutes
- traumatisch hersenletsel — schade aan de hersenen door een ongeluk of klap
Tip: beweeg de muisaanwijzer over gemarkeerde woorden in het artikel, of tik erop om snelle definities te zien terwijl je leest of luistert.
Discussievragen
- Welke voordelen en beperkingen zie je bij het gebruik van iPSC-gecultiveerde netwerken om tumordruk te bestuderen?
- Op welke manieren zouden medicijnen die de genoemde signaalroutes beïnvloeden ook kunnen helpen bij traumatisch hersenletsel?
- Welke praktische stappen zijn nodig om deze laboratoriumbevindingen naar klinische geneesmiddelontwikkeling te vertalen?
Gerelateerde artikelen
Slaapgewoonten en hersenveroudering
Een studie vond verbanden tussen veelvoorkomende slaapgewoonten en tekenen van hersenveroudering. Onderzoekers gebruikten hersenscans en vragenlijsten van meer dan 23,000 volwassenen en vonden drie aanpasbare slaapgedragingen die samenhingen met grotere laesievolumes.
Dopamine helpt motorische vaardigheden tijdens slaap
Onderzoekers van de University of Michigan vonden dat specifieke dopamineneuronen actief worden tijdens NREM-slaap kort na het leren van een nieuwe beweging. Die activiteit versterkt motorische herinneringen en verbetert motorische prestaties na de slaap.
Oudere spieren geven minder vesikels en beïnvloeden kanker
Een studie in Nature Communications toont dat ouder wordend spierweefsel minder extracellulaire vesikels afgeeft, met lagere miR-7a-5p. Lichaamsbeweging kan deze bescherming deels herstellen; dat heeft gevolgen voor biomarkers en therapieën voor ouderen.
Spitsmuizen laten organen krimpen om de winter te overleven
Twee studies tonen dat Euraziatische gewone spitsmuizen in de winter hun hersenen en andere organen laten krimpen (het Dehnel-fenomeen) om minder energie te verbruiken. Wetenschappers onderzochten de genetische en chromosomale mechanismen achter dit proces.
