Voorstel project Kader

Project: Biomarkers voor neurodegeneratie in Multiple
Sclerosis.
Begeleider: Charlotte Teunissen (Vakgroep Moleculaire Celbiologie VUmc, tel:
4448061, e-mail: [email protected])
Achtergrond:
Multiple sclerosis (MS) is een neurologische ziekte die vooral onder jonge mensen voorkomt (1 op
1000) en kan al beginnen bij jongeren van 20 jaar. De ziekte begint meestal met symptomen als
aanvallen van spierslapte en dubbelzien, maar naar verloop van tijd komen de meeste patienten in
een rolstoel terecht. Het is niet te voorspellen wanneer er weer een aanval komt en wanneer een
patient rolstoelafhankelijk wordt, en daardoor is er veel onzekerheid voor de patient. In het centraal
zenuwstelsel (CNS) wordt MS gekenmerkt als een ontstekingsziekte, waarbij de myeline
(beschermlaag) rond zenuwvezels in hersenen en ruggenmerg beschadigd raakt en verdwijnt
(demyelinisatie). Er is nog weinig bekend over de prognose en het mechanisme van MS. Wij zijn
op zoek naar biologische markers voor neurodegeneratie in lichaamsvloeistoffen van MS
patienten. Hiermee zou een betere voorspelling van de prognose gemaakt kunnen worden en het
het inzicht in het proces van neurodegeneratie in MS vergroten.
In de laatste paar jaar is duidelijk geworden dat niet alleen de myeline aangetast is bij MS, maar
ook de neuronen. Het blijkt ook dat MRI-maten voor axonale schade beter correleren met
neurologische achteruitgang dan MRI-maten voor ontstekingshaarden.
In dit project onderzoeken wij of neurologische achteruitgang voorspeld kan worden door middel
van biomarkers in het bloed en hersenvloeistof van MS patienten.
In dit project maken gebruik van hersenvloeistof en serum van MS patiënten. Daarnaast hebben we
experimenteel in vitro modellen: het spheroide celkweekmodel en microfluidic devices.
Spheroiden zijn 3D mini-hersenen, die bestaan uit verschillende celtypes (neuronen, astrocyten,
oligodendroglia’s) bestaan. Celkweek modellen zijn zeer geschikt om de de relatie tussen
biomarkers en het de axonale schade in detail te bestuderen. Ook omdat het moeilijk is een
hersenbiopt te nemen van patienten.
Onderzoeksvraag:
We willen in dit project nieuwe biomarkers voor neurologische achteruitgang ontdekken, hiervoor
bepalingen ontwikkelen en de relatie van deze biomarkers met axonale schade vaststellen. Dit
laatste kan zowel in experimentele in vitro modellen zijn als in lichaamsvloeistoffen van patienten.
Rondom deze vraag zijn verschillende projecten en stageplaatsen mogelijk:
1. Relatie tussen neurodegeneratie en APP in hersencellen in experimentele modellen
voor axonale schade.
We willen we de relatie tussen axonale schade, zoals die verloopt bij MS, en het voorkomen van
markers in extracellulaire vloeistoffen onderzoeken. De kandidaat biomarker in dit deelproject is
APP. De oorzaken en effecten van de uitscheiding van deze biomarker door axonen zullen
bestudeerd worden in het 3-D in vitro model en in een ‘normale’ platte neuronale celkweken.
1
We willen neuronale cellen transfecteren met APP gelabled aan groen fluorescerende constructen,
zodat de aanwezigheid en veranderingen in de expressie van APP in de tijd optimaal gevolgd
kunnen worden.
2. Relatie tussen neurodegeneratie en concentraties van oxysterolen gedurende de
ziekteprocessen van MS.
Wij hebben in het verleden aangetoond dat een hersenspecifieke oxysterol verlaagd is in serum van
MS patienten. Ook is bekend dat in patienten met de ziekte van Alzheimer de oxysterol
concentraties correleren met cognitieve achteruitgang. Daarom lijken oxysterolen een goede
specifieke marker die te bepalen is in bloed, wat veel makkelijker te verkrijgen is dan
hersenvloeistof.
Het enzym dat deze oxysterolen vormt, CYP46, komt met name in neuronen voor. We willen
weten a) of de veranderde oxysterol concentraties in serum veroorzaakt worden door een
verhoogde expressie van dit enzym in neuronen in MS lesies. Tevens willen we weten b) of de
veranderde oxysterolconcentraties in serum een gevolg zijn van axonale schade of van
macrofaaginfiltratie. We hebben nl. recent ontdekt dat CYP46 ook in macrofagen voorkomt
(Teunissen, J. Neurosci Res 2007).
Vraag a kan uitgezocht worden in hersencoupes van MS patienten. Vraag b kan onderzocht worden
in de een drie-dimensionale hersencelkweek (spheroiden).
Technieken:









Kweek van hersen-celkweken (spheroiden).
Facs-analyse
Immunohistochemie
Geavanceerde microscopie en beeldbewerkingstechnieken.
enzymatische bepalingen
PCR
western blots
ontwikkeling van antilichamen.
ELISA’s.
2