Wat is het patroon van gen-activiteit in MS-weefsel met beschadigd of hersteld myeline?

Afbraak en herstel van myeline

Belang: In het centraal zenuwstelsel (hersenen en ruggenmerg) van mensen met MS wordt myeline afgebroken door eigen cellen van het lichaam. Het proces van afbraak van myeline wordt demyelinisatie genoemd. Myeline is een vettige stof om de uitlopers van zenuwcellen heen, die de werking van de zenuwcellen bevordert. Demyelinisatie belemmert de communicatie tussen hersencellen en leidt tot verlies van zenuwuitlopers en zenuwcellen. Oligodendrocyten, de cellen die myeline aanmaken, proberen beschadigd myeline te vervangen, een proces dat remyelinisatie heet. Echter, remyelinisatie in mensen met MS is niet altijd volledig of soms zelfs afwezig. Waarom de remyelinisatie niet of niet succesvol gebeurt, is onbekend.

Waar komen welke genen tot expressie in hersenweefsel?

Methode: In deze studie maken we gebruik van experimentele modellen waarin de- en remyelinisatie processen worden nagebootst. Op verschillende tijdspunten, tijdens deze processen, wordt gemeten of er veranderingen zijn in de mate waarin genen actief zijn. Dit wordt gedaan door middel van spatial transcriptomics, een innovatieve techniek, waarmee de mate waarin genen actief zijn wordt gemeten, in combinatie met positionele informatie. Met deze aanpak kunnen we achterhalen waar in het hersenweefsel welke genen actief zijn. In dit project gaan we op zoek naar veranderingen die in het weefsel optreden tijdens zowel demyelinisatie als remyelinisatie.

Myeline herstel in goede banen leiden

Resultaat: We hebben voornamelijk veranderingen gevonden in de genen van het celtype genaamd ‘astrocyten’. Deze astrocyt genen waren verhoogd aanwezig tijdens demyelinisatie in de witte stof. Uit de genexpressie analyse van individuele astrocyten geïsoleerd uit het weefsel, hebben wij 12 verschillende astrocyt-subsets kunnen identificeren. De expressie van drie van deze astrocyt-subsets is verhoogd in de witte stof tijdens de demyelinisatie fase. Deze 3 subsets van astrocyt genen spelen vooral een rol in ontstekingsprocessen en de vorming van nieuwe cellen, zoals bijvoorbeeld oligodendrocyten. Daarnaast zijn 2 astrocyt-subsets verlaagd in expressie tijdens de demyelinisatie fase. Deze 2 subsets spelen vooral een rol in de regulatie van cellulaire processen in zowel de witte als grijze stof.

Inzicht in oorzaak van het mislukken van myelineherstel bij MS

Impact: De astrocyt subsets die toenemen tijdens de demyelinisatie fase en geassocieerd zijn met de aanmaak van nieuwe cellen, spelen mogen een belangrijke rol voor de remyelinisatie. Deze astrocyten kunnen bijvoorbeeld bepaalde stoffen uitscheiden die omliggende cellen beïnvloeden en remyelinisatie bevorderen. Een volgende stap is om te kijken of deze astrocyt-subsets ook in de aangedane gebieden bij mensen met MS aanwezig zijn. Dit geeft meer inzicht geven of de gevonden astrocyt-subsets specifiek zijn voor succesvolle remyelinisatie na demyelinisatie.

Nieuwsberichten:

• 23 november 2021: Passie voor onderzoek naar myelineherstel wordt beloond

De subsidie voor het onderzoek van Marion is mogelijk gemaakt door het Fund Girn, een fonds dat wordt beheerd door de Koning Boudewijnstichting. Stichting MS Research selecteerde de onderzoeksprojecten en draagt zorg voor de monitoring van de voortgang en resultaten.
Projectnummer: 21-1130