Onderzoekers hebben een genetische aanpassing ontdekt bij dieren op grote hoogte, zoals yaks, die nieuwe strategieën zouden kunnen ontsluiten voor de behandeling van hersenziekten zoals multiple sclerose (MS). De sleutel ligt in een gen genaamd Retsat, dat wordt aangetroffen bij dieren die gedijen op zuurstofarme plateaus en dat de hersenen lijkt te beschermen tegen schade veroorzaakt door lage zuurstofniveaus.
Het evolutionaire voordeel van hersenen op grote hoogte
Dieren die zijn aangepast aan grote hoogten – yaks, antilopen en andere – bezitten een unieke versie van het Retsat -gen. In tegenstelling tot hun tegenhangers in het laagland behouden deze dieren een gezonde witte stof in de hersenen, ondanks dat ze in omgevingen leven waar zuurstof schaars is. Deze waarneming bracht wetenschappers ertoe te onderzoeken of de mutatie directe hersenbescherming biedt in plaats van alleen maar de longfunctie te verbeteren.
Waarom dit belangrijk is: De witte stof van de hersenen (zenuwvezels die communicatie tussen hersengebieden mogelijk maken) is kwetsbaar voor zuurstofgebrek. Verstoringen van de witte stof kunnen leiden tot neurologische aandoeningen zoals hersenverlamming bij pasgeborenen en de symptomen bij MS-patiënten verergeren. Het Retsat -gen kan een natuurlijke oplossing bieden voor de bescherming of het herstel van dit cruciale weefsel.
Hoe het Yak-gen de hersenen beschermt
Uit experimenten met muizen bleek dat de Retsat -mutatie de hersenfunctie aanzienlijk verbetert onder zuurstofarme omstandigheden. Jonge muizen met de genetische aanpassing presteerden beter bij tests op het gebied van leren, geheugen en sociaal gedrag en vertoonden een verhoogde productie van myeline – de vettige substantie die zenuwvezels isoleert.
Het mechanisme: Retsat vergemakkelijkt de omzetting van een vitamine A-gerelateerd molecuul (ATDR) in zijn actieve vorm (ATDRA). Deze omzetting veroorzaakt de rijping van oligodendrocyten, de hersencellen die verantwoordelijk zijn voor de productie van myeline. Het rechtstreeks injecteren van ATDR en ATDRA in muizen die waren blootgesteld aan weinig zuurstof verminderde de myelineschade, en het toedienen van ATDR aan muizen met MS-achtige hersenbeschadiging verbeterde de symptomen.
Het pad naar menselijke therapieën
Hoewel de bevindingen veelbelovend zijn, zal de vertaling van dit onderzoek naar menselijke behandelingen een zorgvuldige studie vereisen. Bestaande MS-therapieën zijn gericht op het vertragen van de ziekteprogressie door het immuunsysteem te onderdrukken, maar het herstellen van bestaande zenuwbeschadiging blijft een grote uitdaging.
Uitdagingen en volgende stappen: Eerdere pogingen om de productie van oligodendrocyten te stimuleren met behulp van vergelijkbare moleculaire routes resulteerden in ernstige bijwerkingen, wat de noodzaak van voorzichtigheid onderstreept. Onderzoekers moeten veilige en effectieve concentraties van ATDR en ATDRA bepalen voordat klinische onderzoeken kunnen beginnen.
“Het is prachtige wetenschap, maar er moet nog een grote stap gezet worden voordat dit ook bij mensen terechtkomt”, merkt Anna Williams op, een neuroloog aan de Universiteit van Edinburgh.
Als dit lukt, zou deze aanpak verder kunnen reiken dan MS en andere neurodegeneratieve ziekten en zelfs beroertes kunnen behandelen, en een revolutionaire manier kunnen bieden om hersenschade te herstellen door gebruik te maken van de evolutionaire aanpassingen van dieren zoals yaks. De studie onderstreept het potentieel van op de natuur geïnspireerde oplossingen voor complexe medische uitdagingen.
