Het is niet de eerste keer dat hun onderzoeksgroepen vraagstukken uit de spreekkamer oplossen met fundamenteel onderzoek in het laboratorium, vertellen Tjakko van Ham en Stefan Barakat van het Erasmus MC. Ze staan allebei met een voet in de wetenschap en met de andere in de kliniek. Van Ham bij het genetisch diagnostisch laboratorium en Barakat als klinisch geneticus. Een unieke combinatie in Nederland.
Tinder
Het is die combinatie die ervoor zorgde dat ze in relatief korte tijd een diagnose én ziektemechanisme konden vinden voor een patiëntje met cerebellaire ataxie: een verstoord bewegingspatroon door een afwijking in de kleine hersenen. Doorlichting van het complete DNA wees uit dat er een afwijking zat in een gen dat niet eerder in verband was gebracht met cerebellaire ataxie. Het ging om het gen VPS41.
‘Gelukkig is er tegenwoordig een soort Tinder voor genetici. Daar zet je in welk gen je hebt gevonden en dan word je automatisch gelinkt aan internationale collega’s die met dezelfde vraag zitten’, vertelt Barakat. Op die manier verzamelde hij negen patiënten met dezelfde onverklaarde klachten en dezelfde genafwijking.
Toen kwamen de dubbelaanstellingen van Van Ham en Barakat uitstekend van pas. Onderzoekers Leslie Sanderson uit de groep van Van Ham schakelde het VPS41-gen uit in eitjes van zebravissen, die ook zo’n gen hebben. De embryonale ontwikkeling is zo snel, dat ze binnen een week een hele generatie mutante visjes hadden. ‘Doordat de vroege ontwikkeling in een petrischaaltje plaatsvindt en zebravisjes doorzichtig zijn, kunnen we met een microscoop in de hersenen kijken terwijl ze leven. Aangezien in zebravisjes dan al de meeste hersencelsoorten aanwezig zijn, maakt ze dat een goed model om hersenziekten te bestuderen.’
Prullenbakjes
Bij de visjes met de afwijking in het VPS41 gen zagen de onderzoekers dat de zogeheten lysosomen opstapelden in de immuuncellen en stamcellen in de hersenen. ‘Lysosomen zijn een soort prullenbakjes en recycle-centrales van de cel. Ook vertoonden de vissen bepaalde oogbewegingen die we ook terugzien bij patiënten’, legt Van Ham uit. In vervolgonderzoek gaat Sanderson uitzoeken wat er nu precies misgaat in welke hersencellen en hoe dit te behandelen zou kunnen zijn.
Zebravis met lysosomen (in paars). De bovenste helft is een gezonde vis, de onderste helft is een zebravis met de hersenziekte.
Stamcellen
Kristina Lanko uit de onderzoeksgroep van Barakat bouwde voort op de bevindingen door VPS41 uit te schakelen in embryonale stamcellen. Later voegde zij de patient-specifieke gemuteerde varianten van VPS41 weer toe. ‘Dat geeft ons de kans om nog verder in te zoomen op wat er gebeurt in de cellen tijdens de vroege embryonale ontwikkeling. Ook hier zagen we dat er iets mis gaat met de verwerking van lysosomen en het functioneren van de cellen. Het lijkt er dus echt op dat de afwijking in VPS41 de cerebellaire ataxie veroorzaakt’, aldus Barakat.
Toekomst van kind
De onderzoekers beschrijven hun resultaten in het toonaangevende wetenschappelijke tijdschrift Brain. Een indrukwekkende wetenschappelijke prestatie, maar Barakat en Van Ham zien vooral voordelen voor de families waar het mee begon. Van Ham: ‘Onderschat niet hoe belangrijk het voor ouders is om de oorzaak van de ziekte te weten. We hebben niet meteen een nieuwe behandeling – al biedt de zebravis wel goede mogelijkheden om die te vinden – maar wel een diagnose. Dat geeft rust en iets meer zekerheid over de toekomst van een kind met deze ziekte en eventuele volgende kinderen.’
