Ons brein is een netwerk van microprocessoren

netwerk
Ons brein is een netwerk
van microprocessoren
Prof. dr. Christine Van Broeckhoven
doet baanbrekend onderzoek naar
genetische basis van ziekte van Alzheimer
! Van onze hoofdredacteur
Prof. dr. Christine Van Broeckhoven
ANTWERPEN. Genen zijn de dragers van
de erfelijke eigenschappen van de mens
en wetenschappers willen de functie van
elk gen in kaart brengen. De hersenen
bepalen voor een groot deel onze mogelijkheden, onze beperkingen en ons karakter. Hersenonderzoek gaat niet enkel over
de oorzaak van hersenziekten, maar geeft
ook een antwoord op de vraag ‘waarom
we zijn zoals we zijn’. In die onderzoeksdomeinen is Christine Van Broeckhoven
een autoriteit. Ze is professor in moleculaire
biologie
en
genetica
aan
de
Universiteit Antwerpen en directeur van
het
departement
voor
Moleculaire
Genetica van het Vlaams Instituut voor
“Ik studeerde biochemie, een discipline die de samenstelling en samenwerking
onderzoekt van chemische processen die aan de basis van het leven liggen. Bio
komt van het Griekse woord ‘bios’, dat ‘leven’ betekent. Biochemie is een
wetenschap die uit de scheikunde en de biologie is ontstaan. De biochemie
tracht op het niveau van de moleculen inzicht te krijgen in de organisatie, de
structuur en de werking van het levend materiaal. Biochemische processen zijn
onder meer het omzetten van erfelijke informatie in eiwitten. De processen
worden in de levende cellen aan de hand van het DNA, het RNA en de eiwitten
bestudeerd. Daarmee wil men de werking van een cel en zijn interactie met
andere cellen in een orgaan, zoals de hersenen, doorgronden.”
“Vandaag is daarover nog maar weinig concreets bekend. Ik ben dus een
wetenschapper en moleculaire geneticus. Geen arts. Wel kan ik op basis van
mijn wetenschappelijke kennis advies geven en dat doe ik ook op vele lezingen,
ook voor mensen die niet wetenschappelijk gevormd zijn. Daar voel ik me goed
bij, temeer omdat wetenschap geen kwakzalverij is. De genetica (de leer over
de erfelijkheid) wordt als ingangspoort voor de biologie van ziekten gebruikt.
Dat draagt bij tot een betere therapie. Toen ik naar het domein van de moleculaire biologie overstapte, stond die studierichting in ons land nog in haar kinderschoenen.”
Biotechnologie (VIB) aan diezelfde universiteit. Ze is niet enkel bekend voor haar
baanbrekend onderzoek naar de genetische basis van alzheimerdementie en
Baanbrekend
In ons land staat professor Van Broeckhoven vooral bekend voor haar baanbrekend onderzoek naar de genetische basis van de ziekte van Alzheimer.
andere subtypes van dementie, maar
algemeen voor haar bijdragen
aan de neuropathologische geneeskunde. In
haar onderzoeksdomeinen behoort ze
tot de wereldtop.
In
Antwerpen
spraken we met
haar over onze
hersenen,
de
“Het is correct om mij te associëren met het genetisch onderzoek
naar de ziekte (dementie) van Alzheimer. Het woord dementie
komt van het Latijnse dementia. Het voorvoegsel ‘de’ staat
voor ‘ont’, het substantief ‘mens’ voor geest. Dementie
betekent ‘ontdaan van geest’. Het is geen ziekte op zich,
maar een verzamelnaam voor meerdere ziekten.
Dementerende mensen behouden hun bewustzijn. Ik
ben ook op andere onderzoeksterreinen bezig die de
geest aanbelangen, zoals manisch-depressieve
psychose en andere zenuwziekten. Met mijn
onderzoeksgroep doe ik al bijna 30 jaar erfelijkheidsonderzoek naar neurodegeneratieve zenuwziekten.”
basis van een
Alzheimer
complex mensenleven.
I-mag februari 2012
“Alzheimerdementie is een ouderdomsziekte. In
de leeftijdsgroep 60-65 jaar lijdt er ongeveer 1 op
100 mensen aan. In de 85+-groep is dat 1 op 4.
Dementie zoals alzheimer is niet het gevolg van
ouderdom, maar het gaat samen met de veroudering
van de hersenen. Het primaire probleem bij dementie
is het verlies van het geheugen en van het verstandelijk
30
Christine Van Broeckhoven (°Antwerpen, 1953) is master in de biochemie
(Universiteit Antwerpen), doctor in de moleculaire biologie (PhD) en
hoger geaggregeerde in de moleculaire genetica (DSc).
Drie jaar na haar doctoraat ging ze als werkloze wetenschapper onbetaald aan
het werk en stampte ze eigenhandig haar eigen onderzoeksgroep naar de genetische oorzaken van degeneratieve zenuwziekten uit de grond. Ze behaalde talrijke wetenschappelijke prijzen en onderscheidingen. In 1993 kreeg ze onder meer
de Amerikaanse Potamkin Prize van de American Academy of Neurology. Ze is
buitengewoon hoogleraar Alzheimer-onderzoek aan de universiteit van Leiden.
Ze is meter van de Vlaamse AlzheimerLiga en voorzitter van de wetenschappelijke adviesraad van de Belgische Stichting voor Alzheimer-onderzoek. In 2009
kreeg ze voor haar maatschappelijke inzet het ereteken van Ridder in het Légion
d’Honneur, de hoogste Franse onderscheiding. Ze werkte mee aan talrijke internationale wetenschappelijke publicaties. In 2011 kreeg ze van het Europees
Octrooibureau de European Inventor Award voor haar Alzheimer-onderzoek.
cellen. Het geheugen wordt niet op één
plaats maar op meerdere plaatsen opgeslagen, vergelijkbaar met een back-up in
computertermen.”
Collectie hersenen
De hersenbank van het Instituut BornBunge is het studieobject van Christine
Van Broeckhoven.
“In 1930 begon men voor wetenschappelijk
onderzoek een collectie hersenen aan te
leggen. Het instituut dat die collectie
beheert, werd genoemd naar de rederijfamilies Born en Bunge, omdat zij het hersenonderzoek financieel ondersteunden.
De hersenbank bevat honderden herseNL
nen, bewaard op sterk water.
Het initiatief voor het Instituut BornBunge en de hersenbank kwam van de
neuroloog en befaamde wetenschapper Ludo Van Bogaert. Als ik
een pionier ben geworden in de opsporing van erfelijke factoren
voor Alzheimer, dan heb ik dat grotendeels aan hem te danken,
want hij was een pionier in het hersenonderzoek.”
functioneren. Ook andere aspecten aan de ziekte hebben te
maken met bijvoorbeeld onze motoriek, het besturingsapparaat
dat minder goed gaat functioneren. De problemen met de hersenfuncties ontstaan, als hersencellen door de ziekte massaal
afsterven. Daarom spreken we van neurodegeneratieve hersenziekten. Geestesziekten, zoals dementie, worden beschouwd als
de ziekten van deze eenentwintigste eeuw.”
Menselijk brein
Het menselijk brein is voor Christine Van Broeckhoven een passie, een boeiend maar complex orgaan. Het brein weegt gemiddeld 1,5 kilogram. Het is opgebouwd met een honderd miljard
neuronen. Een hersencel is bovendien de enige cel in het menselijk lichaam die uitlopers heeft. Die zijn te vergelijken met de tentakels van een inktvis. De ene uitloper ontvangt signalen, de
andere stuurt informatie uit. Maar niet alle hersencellen functioneren op dezelfde manier. Ze hebben elk een specialiteit waarbij
de eiwitten een belangrijke rol spelen. Eiwitten zijn grote moleculen die bepaalde chemische reacties kunnen uitvoeren. Ze worden op basis van het DNA in de cel aangemaakt.”
Oorzaken
“Hersenveroudering en de ziekte van Alzheimer hebben dus veel
met elkaar gemeen. Leeftijd is een belangrijke risicofactor voor
dementie. De bevolking vergrijst en daarvoor betalen we een prijs
ook inzake onze gezondheid. Dat is niet nieuw. De aftakeling van
het geheugen is al langer bekend. Dat hersencellen bij een
dementieproces afsterven, kan verschillende oorzaken hebben.
De meeste daarvan zijn nog niet bekend. Tot op vandaag is er
geen behandeling of medicatie om de ziekte te vertragen, te stoppen of te voorkomen.”
“Een hersencel is een functioneel onderdeel van het informatienetwerk dat onze hersenen zijn. De hersencel heeft een geheugen, een huidcel of bloedcel niet. Huidcellen en bloedcellen hebben ook een kort leven: ze leven, sterven en worden vernieuwd.
Het brein neemt waar, stuurt aan, controleert en verwerkt informatie. De hersenen van een alzheimerpatiënt krimpen en vertonen grote ‘gaten’. Toen ik in 1983 met mijn toenmalige
Laboratorium voor Neurogenetica aan het genetisch onderzoek
van zenuwziekten begon, stond de moleculaire genetica nog in
haar kinderschoenen. Eerst stak ik bij drie vooraanstaande internationale pioniers mijn licht op, want ik wou weten hoe men een
excellent laboratorium op internationaal niveau opzet. Ik bezocht
de universiteit van Leiden waar men de spierziekte van Duchenne
onderzocht, die van Londen voor onderzoek naar mucoviscidose
of taaislijmziekte en die van Bosten voor de ziekte van
Huntington.”
Geheugen
Hoe omschrijft professor Van Broeckhoven het geheugen?
“Het is niet eenvoudig om het te omschrijven. Over het algemeen
wordt het geheugen geassocieerd met hetgeen we weten. Dat is
het kennis- en feitengeheugen, maar er bestaat ook zoiets als een
persoonlijk geheugen, dat persoonlijke ervaringen en gegevens
opslaat. Geheugen wordt in onze hersenen opgeslagen. Die
bestaan uit ongeveer honderd miljard hersencellen of neuronen.
De neuronen doen het werk. Ze communiceren op basis van elektrische en chemische signalen. In de ‘antennes’ van de hersencel
worden elektrische signalen omgezet in chemische en doorgegeven aan een volgende cel die hen weer omzet in een elektrisch
signaal en zo verder van cel tot cel. Elk neuron maakt contact met
duizenden andere neuronen. In dat neuronale netwerk ligt ons
geheugen opgeslagen in groepen van cellen. Onze hersenen
functioneren zoals een biologische supercomputer die informatie
opslaat en gebruikt om er bewerkingen mee te doen, zoals bv.
rekenen. Je kunt het vergelijken met een netwerk van microprocessoren. De hersencapaciteit wordt niet bepaald door het aantal
neuronen, maar door het aantal ‘verbindingen’ tussen de hersen-
Als directeur van het departement voor Moleculaire Genetica
heeft prof. Van Broeckhoven de leiding over ruim 100 mensen en
vijf onderzoeksgroepen rond manisch-depressieve psychose, epilepsie, ziekten van het perifere zenuwstelsel en de spieren. Haar
eigen onderzoeksgroep onderzoekt zeer specifiek de neurodegeneratieve hersenziekten zoals de ziekte van Alzheimer, frontaalkwabdementie en de ziekte van Parkinson.
31
I-mag februari 2012
Genieten
“Als vrijzinnige humanist ben ik fundamenteel
geïnteresseerd in het gedrag van de mens. Al
wie ik ontmoet, is voor mij een braakliggend terrein, wat hij of zij in het beroepsleven ook moge
doen. Veranderingsprocessen, zoals de aftakeling van de geest, zijn iets vreselijks. Wie door
geheugenverlies de communicatie met de
medemens verliest, verliest ook deels zijn persoonlijkheid. Het leven vindt daarom ‘in het
heden’ plaats. Er is niets ná en ook niets vóór
het heden van een mens. Ieder mens moet dus
ten volle en op een gezonde manier genieten
van het leven dat hem wordt gegeven. Vaak ziet
men dat te laat in, bijvoorbeeld als de dementie
al is toegeslagen. Dat schudt een mens totaal
dooreen. Dat is vreselijk.
Ik functioneer eerder cerebraal en heb weinig
belangstelling voor de materialistische aspecten van onze samenleving, maar er zijn mensen
die daar helemaal anders over denken. Iedere
mens staat voor mij centraal.”
“Alzheimerdementie is een ouderdomsziekte
die zich vanaf de leeftijd van 60-65 jaar aandient
in onze samenleving. Bij sommige mensen kan
de ziekte van Alzheimer ook voor de leeftijd van
60 jaar optreden, maar dat is zeldzaam. Dan
spreken we van jongdementie en de symptomen
worden meestal zichtbaar tussen 40 en 60 jaar.
De vergrijzing van onze samenleving is groter
dan in de vorige eeuw. Vooral een betere
gezondheidszorg is daar verantwoordelijk voor.
Meer mensen bereiken de leeftijd van 65 jaar en
binnen de groep van 65-plussers worden mensen ook almaar ouder. We worden dus eveneens
geconfronteerd met een vergrijzing binnen de
vergrijzing. Vandaag honderd jaar worden is niet
meer ongewoon. Naast de ziekte van Alzheimer
zien we ook meer en meer patiënten met de
ziekte van Parkinson, ook een neurodegeneratieve hersenziekte. Parkinson heeft een uitwerking op de motoriek, eerder dan op het verstandelijk functioneren. Twee eeuwen geleden stonden infectieziekten vooraan in het onderzoek, in
de vorige eeuw waren dat de kankers en bloedvatziekten. De geneeskunde gaat sterk vooruit,
mede dankzij de technologie en daar liggen ook
ingenieurs aan de basis.”
Erfelijke dementie
Als ouders een DNA-fout doorgeven aan hun
kinderen, spreekt men van een erfelijke ziekte.
De eigenschappen van de mens liggen in de
erfelijkheid besloten.
“Erfelijke DNA-fouten komen enkel voor bij
patiënten met jongdementie voor de leeftijd van
60-65 jaar. De erfelijke dementie wordt volgens
een vast patroon doorgegeven van generatie tot
generatie, samen met een fout in het DNA. In
een familie met een erfelijke dementie heeft een
I-mag februari 2012
kind van een zieke ouder een kans van
50% om de ziekte over te erven. In de al
zeldzame groep van patiënten met
jongdementie draagt maar 1 op 10 een
erfelijke fout.
Genetisch risico
dementie. Zowat honderdvijftigduizend
hebben de ziekte van Alzheimer. Voor
hen is er nog geen medicatie die het
ziekteproces of dus het afsterven van
de hersencellen kan afremmen. Kan
Prof. Van Broeckhoven ons advies
geven?
“Bij de meeste alzheimerpatiënten
bestaat er geen eenvoudige overerving.
Het onderzoek naar de ziekte van
Alzheimer was de afgelopen jaren
vooral een genetische zoektocht. Het
verouderingsproces van de hersenen is
bovendien een complex gegeven.
Ondanks de vooruitgang van het
wetenschappelijk onderzoek blijft de
ziekte van Alzheimer ongeneeslijk. Bij
de behandeling stelt men vandaag twee
doelstellingen voorop: de gedragsstoornissen bestrijden en het geheugen (tijdelijk) verbeteren.
“Laten we duidelijk zijn: dementie kan
niet vermeden worden door enkel het
geheugen actief te trainen door veel te
studeren, veel te lezen of door kruiswoordraadsels op te lossen. Tegen
dementie is tot op vandaag geen preventieve
bescherming
mogelijk.
Wetenschappers die met alzheimerdementie bezig zijn, erkennen de complexiteit van de ziekte: het is geen eenvoudige ziekte. Als wetenschapper
moet je optimistisch zijn en blijven. Je
moet er zelf van overtuigd zijn dat
Alzheimer en Parkinson ooit te behandelen zullen zijn. Je moet erin blijven
geloven. Het wetenschappelijk onderzoek naar geneesmiddelen is volop
bezig, ook in ons land. Maar dat onderzoek vraagt veel tijd en kost heel veel
geld. Om te voorkomen dat men vroeg
dementeert kan men wel al investeren
in het actief blijven op lichamelijk en
geestelijk vlak door sociale contacten
te onderhouden en door te bewegen.
Daarvoor kan men optimaal deelnemen
aan het verenigingsleven.”
Depressie
Slechte zaak
Bij depressieve mensen is de emotionele huishouding in de hersenen uit
evenwicht. In die huishouding spelen
neurotransmitters een belangrijke rol:
het zijn chemische stoffen die de signalen van de ene naar de andere hersencel overbrengen. Een tekort aan
bepaalde neurotransmitters ligt mee
aan de basis van een depressie. Op
basis van die kennis ontwikkelde men
onder meer antidepressiva.
Maar men moet opletten met die medicatie, want ze kan emotie uitvlakken en
emotie en creativiteit gaan vaak
samen. In het verleden worstelden heel
wat creatieve geesten met een depressie: Isaac Newton, Ludwig van
Beethoven, Robert Schumann en anderen. Ook Christine Van Broeckhoven
ging op het hoogtepunt van haar professionele loopbaan, in 1992, door een
ernstige depressie.
“Dementie zoals Alzheimer wordt vandaag als ziekte erkend. Vroeger niet,
want toen dacht men dat seniel of kinds
worden een onvermijdelijk onderdeel
was van het verouderingsproces. Van
een ziekte verwacht men dat men ze
ooit kan genezen of efficiënt behandelen. Door de nadruk te leggen op de
toename van het aantal patiënten met
dementie in de vergrijzing is er een
angstpsychose ontstaan. Toen ik als
jonge wetenschapper met mijn onderzoek begon, wist zo goed als niemand
wat de ziekte van Alzheimer was.
Iedereen weet er vandaag wel iets over,
de een al wat meer dan de andere.
Daarop wordt ingespeeld door onder
meer allerlei soorten voedingssupplementen aan te prijzen als wondermiddelen tegen dementie. Daarvoor
bestaat evenwel geen afdoend wetenschappelijke bewijs. Daarom ben ik
tegen de vermarkting en de commercialisering van de vergrijzing van de bevolking.”
Bij patiënten met ouderdomsdementie
na de leeftijd van 60-65 jaar, draagt het
genetisch risicoprofiel bij tot het
dementierisico.
Het
risicoprofiel
bestaat uit meerdere kleine wijzigingen
of ‘schrijffouten’ in het DNA, die het
risico op dementie verhogen bovenop
het ouderdomsrisico. Dragers van die
‘schrijffouten’ hebben dus een hoger
risico om op oudere leeftijd dementie
te ontwikkelen.
Actieve hersenen
In ons land zijn er naar schatting bijna
tweehonderdduizend mensen met
32
Tekst en foto’s:
Ing. Noël Lagast MSc