Onderzoek van het UMC Utrecht laat zien hoe zenuwbanen weten welke kant ze moeten opgroeien

De resultaten staan vandaag in het tijdschrift Journal of Neuroscience.
Bij depressie en schizofrenie zijn hersengebieden aangedaan waar zenuwcellen in liggen die met elkaar communiceren via de boodschapperstoffen dopamine of serotonine. Deze zenuwcellen liggen diep in de hersenen, in de hersenstam, en hebben lange uitlopers naar hogere hersengebieden. Maar hoe ontstaan die uitlopers eigenlijk? En waarom groeien ze allemaal netjes in een bepaalde richting? Onderzoekers van het UMC Utrecht geven in het tijdschrift Journal of Neuroscience voor het eerst antwoord op deze vragen. Ze beschrijven een nieuw besturingsmechanisme bij deze zenuwcellen.

Eerdere publicatie Pasterkamp

Neurobioloog dr. Jeroen Pasterkamp en collega’s hebben stoffen ontdekt die de uitlopers van zenuwcellen de juiste kant op sturen. Drie eiwitten (Frizzled3, Celsr3 en Vangl2) blijken dit stuursignaal waar te nemen. Bij muizen zonder deze eiwitten worden de zenuwbanen van dopamine- en serotonine-zenuwcellen niet goed aangelegd. De zenuwbanen groeien alle kanten op, in plaats van naar de juiste plek in de hersenen.

Ook hebben de onderzoekers ontdekt welke stof het stuursignaal bevat: een eiwit uit de Wnt-familie. De concentratie van dit eiwit verloopt in de hersenstam van laag naar hoog. Dat concentratieverloop bepaalt de groeirichting omdat uitlopers van zenuwcellen naar de Wnt-eiwitten toe groeien. Het is voor het eerst dat een signaal is ontdekt dat lange zenuwbanen in de hersenen in de juiste richting duwt.

Deze resultaten helpen depressie en schizofrenie te begrijpen. Bij die ziektes zijn zenuwbanen van dopamine- en serotonine-zenuwcellen niet goed aangelegd. Bovendien suggereert genetisch bewijs dat het stuursignaal en de eiwitten die dit signaal waarnemen zijn aangedaan in patiënten. De resultaten zijn ook relevant voor de ziekte van Parkinson, waar dopamine-zenuwcellen langzaam verdwijnen. De stuursignalen zouden kunnen helpen om de uitlopers van nieuwe zenuwcellen die in patiënten worden ingebracht in de juiste richting te duwen.

“Wetenschappers denken al lang dat bij psychiatrische aandoeningen zoals schizofrenie en depressie structurele veranderingen optreden in de zenuwbanen”, zegt Pasterkamp. “Onze resultaten geven nieuw inzicht in de oorzaken van deze veranderingen. Slecht functionerende stuursignalen, zoals in patiënten misschien het geval is, kan leiden tot verkeerd aangelegde zenuwbanen en uiteindelijke tot ziekte.”