Hoe maakt ons brein verschillende typen zenuwcellen? Beïnvloedt de stofwisseling de groei van hersentumoren? Twee onderzoekers van het UMC Utrecht zetten hun tanden in deze vragen. Vernieuwend onderzoek, dat kan helpen bij de behandeling van meerdere soorten aandoeningen. Ze hebben hiervoor dan ook een prestigieuze ERC Starting Grant ontvangen.
UMC Utrecht-onderzoekers en assistant professors Kimberly Siletti en Evita Wiegers ontvangen minstens 1,5 miljoen euro voor een periode van vijf jaar. Dankzij deze ERC Starting Grant kunnen zij hun veelbelovende ideeën verder onderzoeken. Wat houdt hun onderzoek precies in? En wat hopen ze te bereiken?
Project 1: hoe ontstaan diverse typen zenuwcellen?
Ons brein kent een enorme diversiteit aan zenuwcellen, elk met hun eigen kenmerken. Tijdens de ontwikkeling moeten deze cellen de juiste verbindingen maken. Zo ontstaan netwerken die belangrijk zijn voor ons gedrag en denkvermogen.
“Toch begrijpen we nog niet goed hoe het brein al deze verschillende cellen maakt en hoe ze de juiste verbindingen vormen”, zegt Kimberly. Met haar onderzoeksgroep wil ze daarom achterhalen hoe de ontwikkeling van zenuwcellen en hun verbindingen elkaar beïnvloeden.
Verbindingen volgen
De onderzoekers volgen daarvoor hoe zenuwcellen en hun verbindingen tijdens de ontwikkeling bij muizen veranderen. Ze bestuderen cellen in het netvlies en in het hersengebied dat visuele informatie verwerkt. Door bepaalde verbindingen gericht te verstoren, onderzoeken ze wat dit doet met de ontwikkeling van zenuwcellen en welke moleculen daarbij een rol spelen.
Het onderzoek kan nieuwe inzichten bieden in hoe het brein zich ontwikkelt. “Ik hoop dat we over vijf jaar beter begrijpen hoe de enorme diversiteit aan zenuwcellen samenhangt met hun verbindingen”, zegt Kimberly. Die kennis kan op termijn ook relevant zijn voor onderzoek naar psychiatrische en ontwikkelingsstoornissen en aandoeningen waarbij zenuwcellen afsterven.
“Bij sommige nieuwe behandelingen proberen onderzoekers verloren zenuwcellen te vervangen. Dan moeten we niet alleen de juiste cellen kunnen maken, maar ze ook goed verbinden. Ik hoop dat ons onderzoek daar nieuwe inzichten voor oplevert”, aldus Kimberly.
Project 2: groeien hersentumoren door stofwisseling?
Hersentumoren passen hun energiehuishouding aan om te kunnen groeien. Daarbij speelt lactaat een belangrijke rol. Die stof ontstaat bij de omzetting van voedingsstoffen in energie. We weten nog niet precies hoe hersentumoren lactaat aanmaken, opnemen, gebruiken en afvoeren.
Met gewone MRI-scans kunnen artsen hersentumoren heel precies in beeld brengen, maar ze zien daarmee nauwelijks wat er in het metabolisme (de stofwisseling) van de tumor gebeurt.
“Vaak wordt gekeken naar tumorgroei als maat of een behandeling werkt of niet. Maar voordat een tumor groeit, móet er wel iets biologisch, in de stofwisseling, gebeuren om hem te laten groeien”, vertelt Evita.
Lactaatverkeer in beeld
Evita en haar onderzoeksgroep gaan voor het eerst verschillende MRI-technieken combineren om het ‘lactaatverkeer’ bij patiënten met een hersentumor in kaart te brengen. ‘Gewone’ beeldvorming wordt zo aangevuld met een soort van dynamische kaart van de energiehuishouding van de tumor. Alle gegevens worden samengebracht in een wiskundig model.
“Als we het voor elkaar krijgen om alle nieuwe technieken te combineren en hiermee inderdaad de verschillende paden van lactaat per patiënt te kunnen meten, hebben we na vijf jaar een heel succesvol project achter de rug.“
Evita denkt namelijk dat deze manier van meten veel mogelijkheden voor gepersonaliseerde zorg oplevert. “Indien we de lactaatveranderingen tijdens of direct na een behandeling precies kunnen bekijken, kunnen artsen beter begrijpen hoe de hersentumor bij die ene patiënt precies groeit. Daardoor kunnen ze misschien ook eerder zeggen of een therapie werkt of niet.”
De methode kan uiteindelijk ook interessant zijn voor andere vormen van kanker en neurologische aandoeningen waarbij een veranderde stofwisseling een belangrijke rol speelt.
Over de ERC Starting Grant
De ERC (European Research Council) werd in 2007 opgericht door de Europese Unie en financiert grensverleggend, innovatief wetenschappelijk onderzoek met diverse subsidies, zoals de ERC Starting Grant. Deze subsidie is specifiek bedoeld voor talentvolle jonge onderzoekers en helpt hen een eigen onderzoeksgroep op te zetten.