Krachten bundelen... op weg naar beter WETENSCHAPSKATERN 2012

Krachten bundelen.... op weg naar beter WETENSCHAPSKATERN 2012

Wetenschapskatern 2012

Voorwoord

VOORWOORD De Stichting MS Research subsidieert wetenschappelijk onderzoek naar multiple sclerose (MS) en geeft voorlichting over deze ziekte aan een breed publiek. Daarnaast heeft de Stichting de doelstelling om de kwaliteit van zorg voor mensen met MS te verbeteren. Het overgrote deel van het MS-onderzoek binnen Nederland wordt gefinancierd door de Stichting MS Research. Het is belangrijk om dit onderzoek in de toekomst voort te kunnen zetten. Door wetenschappers actief bij het werk van de Stichting te betrekken wordt onderzoek naar MS gestimuleerd. Belangrijk hierbij is het contact tussen onderzoekers en mensen met MS, zodat de wetenschappers over hun onderzoek kunnen vertellen. ‘MS goes Live!’, vijf regionale informatiedagen voor mensen met MS, hebben hier een belangrijke bijdrage aan geleverd. Op alle vijf locaties waren wetenschappers aanwezig om de laatste resultaten binnen het onderzoek met de bezoekers te delen. Daarnaast heeft het overgrote deel van de onderzoekers in 2012 deelgenomen aan een cursus om de resultaten van het wetenschappelijk onderzoek in de toekomst nog duidelijker te kunnen communiceren. Een nieuwe impuls in het kader van stimulering van jonge onderzoekers was het uitreiken van het eerste reisstipendium in 2012. Deze subsidie biedt jonge onderzoekers de kans om een jaar lang onderzoek in het buitenland te doen. Daarnaast reikt de Stichting één keer in de drie jaar het fellowship uit. Dit is een vierjarige subsidie voor jonge, ambitieuze onderzoekers binnen het MS-veld. Door middel van deze subsidie worden onderzoekers ondersteund bij het opzetten van een eigen onderzoeksgroep. In 2013 zal dit fellowship voor de zevende keer worden toegekend.

5

MS Research, toen en nu

MS RESEARCH, TOEN EN NU Stichting MS Research is in 1980 opgericht met als belangrijkste doel het bevorderen van wetenschappelijk onderzoek naar MS. Mede dankzij de opbrengst van een puzzelactie van de Telegraaf werd in 1987 de eerste subsidie voor een wetenschappelijk onderzoeksproject toegekend. Al snel liep dit aantal op tot gemiddeld tien nieuwe toekenningen per jaar. In totaal zijn er in de afgelopen 31 jaar bijna 280 onderzoeksubsidies toegekend. Het totaal toegekende bedrag voor deze subsidies bedraagt bijna 51 miljoen euro. Het totaal aantal onderzoekers dat zich bezig houdt met MS is in de laatste jaren sterk gegroeid. Bovendien heeft het Nederlandse onderzoek ook internationaal hoog aanzien en wordt er samengewerkt met vele onderzoeksgroepen in het buitenland. Aantal toegekende subsidies 1980-2012


Subsidievormen Niet alle onderzoeken verlopen op dezelfde manier. Daarom hanteert de Stichting verschillende vormen van subsidie. Programmasubsidies Om tot een oplossing voor de ziekte te komen is een goede samenwerking tussen onderzoekers in het laboratorium en de artsen en onderzoekers in de kliniek noodzakelijk. Om deze samenwerking te stimuleren zijn in 1995 de zogenaamde programmasubsidies in het leven geroepen. Programmasubsidies bieden gedurende vier jaar financiële ondersteuning voor wetenschappelijk onderzoek dat uitgevoerd wordt in MS-centra die verbonden zijn aan universitaire medische centra. De centra die momenteel door middel van een programmasubsidie ondersteund worden door de Stichting, zijn gevestigd in Amsterdam, Rotterdam, Maastricht en Nijmegen. In 2013 zal ook een programmasubsidie starten binnen het MS Centrum Noord Nederland. Zowel het MS Centrum in Rotterdam (vanaf 2010) als het VUmc MS Centrum in Amsterdam (vanaf 2012) ontvangen subsidie voor een coördinator communicatie en wetenschappelijk onderzoek. De coördinator vervult een belangrijke brugfunctie tussen het MS Centrum en Stichting MS Research. Door deze intensieve samenwerking kan samen met het MS Centrum deelgenomen worden aan evenementen en kunnen samen activiteiten worden ontplooid. Meerjarige projecten Het opzetten en uitvoeren van wetenschappelijke onderzoeksprojecten neemt vaak meerdere jaren in beslag. De meerjarige projecten waarvoor de Stichting subsidie verstrekt duren over het algemeen drie jaar voor gepromoveerde onderzoekers en drie of vier jaar voor promotieonderzoek. Het promotieonderzoek wordt afgesloten met een proefschrift.

Totaal toegekende subsidies onderzoek 1980-2012

Pilotprojecten Wetenschappelijk onderzoek is meestal gebaseerd op resultaten uit eerdere studies. Soms hebben onderzoekers nieuwe ideeën die zij graag willen onderzoeken, maar waar nog niet eerder onderzoek naar is gedaan en er dus ook nog geen resultaten uit eerdere studies zijn. Deze nieuwe ideeën worden niet getest in een meerjarig project, maar met behulp van een korter durende pilotstudie. Met deze pilotstudies probeert de onderzoeker erachter te komen of een bepaald onderzoek inderdaad tot goede resultaten kan leiden. De pilotprojecten die door Stichting MS Research worden toegekend, mogen maximaal één jaar duren. Fellowship en reisstipendium Om jonge onderzoekers in het MS-veld te stimuleren wordt één keer in de drie jaar een MS-fellowship en een reisstipendium uitgereikt. Het MS-fellowship is een persoonsgebonden subsidie voor vier jaar en kan aangevraagd worden door ervaren onderzoekers of artsen. Het MS-fellowship biedt onderzoekers de mogelijkheid om zelf een onderzoeksgroep of –lijn op te starten. Het reisstipendium biedt jonge onderzoekers de kans om gedurende één jaar onderzoek te doen aan een buitenlands instituut. In 2012 is het reisstipendium voor de eerste keer uitgereikt.

Het totaal aantal toegekende onderzoekssubsidies 1987 tot en met het aangegeven jaar. (In de periode 1980-1987 is beleid geformuleerd om het wetenschappelijk MS-onderzoek in Nederland vorm te geven en zijn de fondsen voor startkapitaal verworven)

6

7



Essentieel in het beoordelen van subsidieaanvragen: de Wetenschappelijke Raad

Wie maken het wetenschappelijk onderzoek mogelijk

Alle aanvragen worden beoordeeld op kwaliteit, uitvoerbaarheid en relevantie voor MS door een Wetenschappelijke Raad (WR). De leden van de WR worden benoemd voor een periode van vier jaar. Herbenoeming voor een aaneensluitende periode is in principe slechts één keer mogelijk. De WR vergaderd twee keer per jaar, waarna advies over de toe te kennen subsidies wordt voorgelegd aan het Bestuur. Het Bestuur van Stichting MS Research neemt uiteindelijk het definitieve besluit over de toekenning van de subsidie, op basis van het advies van de WR. Ook de voortgang en eindresultaten van alle door de Stichting toegekende subsidies wordt beoordeeld door de WR.

Onderzoek naar MS is hard nodig. Maar voor het uitvoeren van wetenschappelijk onderzoek is veel geld nodig. Gemiddeld kost een jaar onderzoek ongeveer 50.000 euro. Dit geld is afkomstig van (particuliere) donaties, periodieke schenkingen, nalatenschappen en giften van bedrijven. Maar ook veel initiatieven van particulieren hebben het afgelopen jaar bijgedragen aan het financieren van wetenschappelijk onderzoek.

Indienen van vooraavraag Afwijzing

Beoordeling door WR Uitnodiging voor schrijven van volledige aanvraag

Het wetenschapskatern Om u een goed idee te geven van de stand van zaken van dit wetenschappelijk onderzoek en de verschillende gebieden waarop het door de Stichting MS Research gesubsidieerde onderzoek plaatsvindt, hebben wij dit Wetenschapskatern samengesteld. Het katern bestaat uit een algemene inleiding, waar onder andere in beschreven wordt op welke gebieden onderzoek naar MS wordt gedaan en waarom. Deze algemene inleiding wordt gevolgd door een beschrijving van de 38 projecten en programma’s die momenteel worden uitgevoerd met door de Stichting MS Research verstrekte onderzoekssubsidies. De projecten en de laatste resultaten zijn door de onderzoekers zelf beschreven. Er is getracht om de projecten zoveel mogelijk in algemeen gangbaar Nederlands te beschrijven zodat iedereen de essentie van de projecten kan begrijpen. Om deze reden is bovendien achter in dit katern een woordenlijst bijgevoegd. Daarnaast staat achterin dit Wetenschapskatern een lijst met functies binnen de wetenschap voor diegenen die graag meer willen weten over de wijze waarop wetenschappelijk onderzoek is georganiseerd.

Indienen volledige aanvraag Beoordeling door buitenlandse en binnenlandse experts Schrijven van reactie door onderzoekers op beoordeling van experts Beoordeling door WR

Afwijzing

Positief advies Beoordeling door Bestuur

Afwijzing

Toekenning Start project Indienen tussentijdse rapportage (financieel en wetenschappelijk) halverwege project Beoordeling door WR Goedkeuring

Afwijzing

Stop van project Voortzetten van project

Indienen eindrapportage (financieel en wetenschappelijk) na afronden project Beoordeling door WR Goedkeuring

8

Afwijzing Uitkering van eindeprojectvergoeding

9

Inhoudsopgave

Inhoudsopgave

Voorwoord 5

MS Research, toen en nu 6

1.

Onderzoek naar multiple sclerose: algemene inleiding

12

2. MS-centra voor onderzoek 16 2.1 Inleiding 17 2.2 VUmc MS Centrum Amsterdam 17 2.3 ErasMS Rotterdam 23 2.4 MS Centrum Limburg (10-707 MS) 29 2.5 MS Centrum Nijmegen 33 3. De Nederlandse Hersenbank voor MS 34 3.1 Inleiding 35 3.2 Nederlandse Hersenbank voor multiple sclerose (09-406e MS) 35 4. Onderzoek naar klinische symptomen en nieuwe therapieën 38 4.1 Inleiding 39 4.2 Proxy metingen bij multiple sclerose (06-594 MS) 39 4.3 Depressie in MS: de effecten van cognitieve gedragstherapie zelfhulp via internet (09 – 678 MS) 40 5. Onderzoek naar omgevingsen erfelijke factoren 42 5.1 Inleiding 43 5.2 Multiple sclerose en immunogenetische risicofactoren als markers voor ziekteverloop en therapeutische mogelijkheden (07-610 MS) 43 5.3 Immunogenetica van MS (07-630 MS) 44 5.4 MicroRNAs in bloedvaten in de hersenen, nieuwe aangrijpingspunten voor de behandeling van MS (09-689 MS) 45 5.5 Onderzoek naar de (dis)functie van monocyten bij multiple sclerose (MS) (10-701 MS) 46 6. Onderzoek van het afweersysteem in MS 48 6.1 Inleiding 49 6.2 De rol van antilichamen tegen neurofilamenten in het ontstaan van schade aan zenuwuitlopers en grijze stof in MS (07-627 MS) 51 6.3 Mechanismen van myeline opname tijdens MS (08-659 MS) 52 6.4 Bestudering van CD8 T lymfocyten in MS-laesies: antigeen specificiteit en functie (09-670 MS) 54 6.5 Circulerende weefselspecifieke macrofagen voor ms diagnose en analyse van behandeling (11-745 MS) 55 6.6 Wormen tegen ontstekingen in MS? (11-771 MS) 56 6.7 Antigeen-specifieke remming van MS-inducerende T-cellen door targeting van corticosteroïd/antigen-beladen liposomen naar dendritische cellen in de cervicale lymfeklier (10-725 MS) 57

10

7. Onderzoek naar schade bij ontsteking en littekenvorming 60 7.1 Inleiding 61 7.2 Versterken van de delta werken van de hersenen (07-615 MS) 62 7.3 Zuurstofradicalen in MS-pathologie: van bron tot oplossing (09-686 MS) 63 7.4 De rol van kinesines in de neurodegeneratieve pathologie van multiple sclerosis (09-691 MS) 64 7.5 Pre-actieve MS-laesies: de sleutel tot herstel van ontstekingen? (10-726 MS) 65 8. Onderzoek naar myelinevormende cellen en stoffen die deze cellen beïnvloeden 68 8.1 Inleiding 69 8.2 Karakterisering van een microglia fenotype dat remyelinisatie ondersteunt (10-723 MS) 69 8.3 Onderzoek naar het transport van één van de belangrijkste myeline eiwitten, MBP, naar het myelinemembraan (07-621 MS) 70 8.4 Astrocyten in de grijze en witte stof en hoe zij de aanmaak van nieuw myeline in de hersenen kunnen beïnvloeden (11-766 MS) 72 8.5 Optimalisering van ips cel therapie gericht op remyelinisatie inductie; studies in een model voor multiple sclerose (09 – 694 MS) 73 8.6 Onderzoek naar de rol van het enzym weefseltransglutaminase bij littekenvorming en bij de ontwikkeling van myeline vormende cellen (09-693 MS) 74 9. Onderzoek naar de oorzaak van klinische symptomen en ziektebeloop 76 9.1 Inleiding 77 9.2 Cognitieve achteruitgang bij MS-patiënten: de hippocampus en thalamus in beeld (08-648 MS) 79 9.3 Functieverlies in MS begrijpen door middel van in vivo maten van functionele connectiviteit en structurele schade (08-650 MS) 80 9.4 Het stageren van multiple sclerose (MS) laesies met behulp van MRI: een gecombineerde post mortem en in vivo studie (10-711 MS) 82 9.5 Kan neurodegeneratie in vivo gemeten worden? een onderzoek naar de relevantie van op MRI gemeten atrofie van de grijze stof bij MS (10-718 MS) 83 9.6 Differentiatie van multiple sclerose en cerebrovasculaire wittestofschade: een pilotstudie op 7-tesla MRI (11-769 MS) 84 9.7 Het in beeld brengen van de- en remyelinisatie in de hersenen m.b.v. PET (10-700 MS) 85 9.8 Karakterisatie van MS-laesies van de Nederlandse Hersenbank (09-666 MS) 86

Functies binnen de wetenschap 88

Colofon 94

Woordenlijst 90

11

Onderzoek naar multiple sclerose: Algemene inleiding

Hoofdstuk 1

Onderzoek naar multiple sclerose: Algemene inleiding

Multiple sclerose Multiple sclerose (MS) is een chronische ziekte waarbij ontstekingen ontstaan in het centrale zenuwstelsel, dat bestaat uit de hersenen en het ruggenmerg. Door deze ontstekingen raakt myeline, de beschermlaag die rond de zenuwen zit, beschadigd, waardoor het centrale zenuwstelsel bepaalde signalen niet meer goed kan verwerken. Dit kan leiden tot verschillende klachten, zoals uitvalsverschijnselen, krachtsverlies, blindheid, extreme moeheid of geheugenproblemen. In de meeste gevallen wordt de diagnose MS gesteld bij mensen tussen de 20 en de 40 jaar oud. MS is een zeer ingrijpende ziekte. Niet alleen voor de persoon zelf, maar ook voor de omgeving. Naast de geleidelijke uitval van verschillende lichaamsfuncties brengt de diagnose MS ook veel onzekerheid met zich mee. Dit begint al vroeg in het ziekteproces bij het stellen van de diagnose. Maar ook als de diagnose eenmaal gesteld is, blijft er veel onzekerheid over het beloop van de ziekte. Bij het ontstaan en het beloop van MS speelt een groot aantal verschillende processen een belangrijke rol. Wetenschappelijk onderzoek is noodzakelijk om deze processen te begrijpen en om MS in de toekomst mogelijk beter te kunnen behandelen of zelfs voorkomen.

Verschillende vormen van MS MS kan bij verschillende personen een sterk verschillend beloop hebben. Er kunnen verschillende typen van MS onderscheiden worden. Ook binnen deze typen kan het beloop sterk variëren. De meest voorkomende variant is relapsing-remitting MS (RRMS). Ongeveer 85% van de mensen bij wie MS wordt vastgesteld, hebben deze variant. RRMS is een vorm van MS waarbij periodes met klachten (exacerbaties of schubs) worden afgewisseld met perioden van herstel waarin klachten verminderen of zelfs verdwijnen. Vaak gaat RRMS na verloop van tijd over in secundair progressieve MS. In deze tweede fase is er sprake van geleidelijke achteruitgang en treedt er tussentijds geen herstel meer op. Bij ongeveer 15% van de mensen met MS treedt er meteen vanaf het begin verslechtering op zonder tussentijds herstel. Er is dan sprake van primair progressieve MS.

MS: een auto-immuunziekte Het is nog niet bekend hoe MS precies ontstaat. Wel is duidelijk dat auto-immuniteit een grote rol speelt bij MS. Bij een auto-immuunreactie is het afweersysteem van het lichaam ontregeld en valt het, behalve virussen en bacteriën, ook lichaamseigen weefsel aan. Bij MS is myeline in de hersenen en het ruggenmerg (het centrale zenuwstelsel) het doelwit van het ontregelde afweersysteem. Myeline vormt een isolerende laag rondom de zenuwen en zorgt voor een snelle geleiding van signalen die nodig zijn voor het op gang brengen van processen in het menselijk lichaam. Beschadigingen van de myelinelaag leiden er daarom toe dat signalen niet meer goed door de zenuwen worden doorgegeven. Afhankelijk van de plaats van de beschadiging kunnen verschillende klachten ontstaan. Deze klachten (bijvoorbeeld slecht zien, spierzwakte of vermoeidheid) verschillen hierdoor sterk tussen de ene en de andere persoon met MS.

Het afweersysteem Het afweersysteem is opgebouwd uit een heleboel verschillende typen cellen. De witte bloedcellen zijn de belangrijkste cellen van het afweersysteem. Er bestaan verschillende soorten witte bloedcellen die elk een eigen functie hebben. Voorbeelden van dergelijke functies zijn: het aanvallen en doden van cellen waarbinnen zich een virus bevindt, het maken van speciale eiwitten (antilichamen) die zich aan vreemde stoffen of bacteriën kunnen binden en het onschadelijk maken van vreemde stoffen waaraan antilichamen gebonden zijn door deze ‘op te eten’. De verschillende cellen van het afweersysteem kunnen elkaar beïnvloeden. Voor het grootste gedeelte gebeurt dit met behulp van stoffen die cytokinen worden genoemd. Als cellen actief worden, bijvoorbeeld door contact met een lichaamsvreemde stof, kunnen ze verschillende cytokinen maken en uitscheiden. Deze cytokinen kunnen ieder weer verschillende typen cellen van het afweersysteem activeren of juist remmen. Door verschillende typen cellen en de verschillende manieren waarop zij elkaar beïnvloeden, vormt het afweersysteem een heel complex systeem. Hierdoor is het vaak moeilijk om uit te zoeken wat er precies mis is wanneer het afweersysteem ontregeld is.

12

13

Hoofdstuk 1

Onderzoek naar multiple sclerose: algemene inleiding

MS en de bloed-hersenbarrière

Belangrijke resultaten tot nu toe

Het centrale zenuwstelsel is een heel belangrijk onderdeel van het lichaam. Daarom wordt het beschermd door een barrière die ervoor zorgt dat er geen binnendringers vanuit het bloed de hersenen binnenkomen. Dit wordt de bloed-hersenbarrière genoemd. Deze barrière bestaat uit een aaneengesloten rij van cellen die samen de wanden van de bloedvaten vormen. Deze bloedvaten worden extra verstevigd door een netwerk van speciale eiwitmoleculen. Afweercellen en de meeste stoffen uit het bloed kunnen deze bloed-hersenbarrière niet zomaar passeren. Dit betekent dat wanneer het afweersysteem actief wordt, dit in normale gevallen niet zal leiden tot ontstekingen in de hersenen. Voor gevallen dat er, ondanks de bloed-hersenbarrière, toch iets in de hersenen komt dat daar niet thuis hoort, beschikken de hersenen over een eigen, beperkt afweersysteem. Bij MS blijken er lekken op te treden in de bloed-hersenbarrière. Hierdoor kunnen afweercellen uit het bloed toch de hersenen binnen komen, daar ontstekingen veroorzaken en myeline beschadigen.

Hoewel er nog geen oplossing is waardoor MS genezen kan worden, zijn er in de afgelopen jaren wel belangrijke resultaten geboekt binnen het wetenschappelijk onderzoek naar MS. In de afgelopen jaren zijn de criteria voor het beoordelen van MRI aangepast. Hierdoor kan de diagnose MS nu sneller en met meer zekerheid gesteld worden. Ook zijn er verschillende medicijnen die het ziekteproces kunnen remmen. Dit zijn resultaten van onderzoek die goed merkbaar zijn voor mensen met MS. Maar er worden ook belangrijke resultaten geboekt die niet direct zichtbaar zijn. Er is door wetenschappelijk onderzoek meer bekend over de werking van de bloed-hersenbarrière en over de werking van het afweersysteem in MS. Daarnaast wordt steeds meer duidelijk over omgevingsfactoren die mogelijk een rol spelen in het ontstaan en het verloop van MS.

Myelinevormende cellen in het centrale zenuwstelsel Het centrale zenuwstelsel is opgebouwd uit zenuwcellen en begeleidende cellen. De uitlopers van zenuwcellen worden beschermd door myeline. Myeline wordt gemaakt door een bepaald type hersencel, de oligodendrocyt. Oligodendrocyten die myeline bevatten, wikkelen zich om de zenuwcel en vormen zo de beschermende myelinelaag. Oligodendrocyten kunnen beschadigd raken of zelfs gedood worden tijdens de aanval op myeline. Op MRIscans is te zien dat er in gebieden waar myeline beschadigd is, soms nog gedeeltelijk myeline kan worden terug gevormd. Er wordt veel onderzoek gedaan naar de reden dat myeline niet of slechts gedeeltelijk wordt terug gevormd en hoe de aanmaak van myeline mogelijk verhoogd kan worden.

Wetenschappelijk onderzoek naar MS Zoals hierboven aangegeven spelen vele verschillende processen een rol bij het ontstaan en het verloop van MS. Hoewel er al belangrijke resultaten zijn geboekt, wordt op al deze verschillende gebieden onderzoek gedaan om het ziekteproces van MS nog beter te leren begrijpen. Meer kennis over de manier waarop MS ontstaat, is een voorwaarde voor een gerichte zoektocht naar mogelijkheden om deze ziekte in de toekomst te kunnen behandelen en misschien te voorkomen.

Beschadiging van de zenuwen Naast verlies van myeline treedt er bij MS ook beschadiging van de zenuwen zelf op. Deze beschadigingen spelen een belangrijke rol in het ontstaan van blijvende schade en lichamelijke beperkingen door MS. Een deel van het wetenschappelijk onderzoek richt zich op het identificeren van de rol van de beschadigingen in de progressie van MS, de wijze waarop de zenuwcellen worden beschadigd en hoe men dit eventueel kan voorkomen of herstellen.

De rol van omgevingsen erfelijke factoren Hoewel nog niet precies bekend is hoe MS ontstaat, is wel bekend dat zowel omgevings- als erfelijke factoren de kans op het krijgen van MS beïnvloeden. Het feit dat nog niet bekend is welke factoren hier precies een rol spelen, wordt veroorzaakt doordat er vermoedelijk een combinatie van vele factoren een rol speelt en dat deze factoren bovendien voor verschillende personen anders kunnen zijn. Mogelijk kunnen omgevingsen erfelijke factoren ook het verloop van de ziekte beïnvloeden. Dat erfelijke factoren een rol spelen bij de gevoeligheid voor het krijgen van MS betekent overigens niet dat MS erfelijk is in de gebruikelijke zin van het woord. De kans dat kinderen van personen met MS ook MS krijgen is heel klein. Zelfs mensen met precies hetzelfde erfelijke materiaal (eeneiige tweelingen) ontwikkelen vaker niet dan wel allebei MS. Wel kan de kans op MS in sommige families hoger zijn dan het gemiddelde van 1:1000.

Magnetic resonance imaging (MRI) en de MS-Hersenbank Onderzoek naar en diagnose van MS zijn lange tijd bemoeilijkt, omdat je niet bij levende mensen in de hersenen kunt kijken. Sinds ongeveer 30 jaar beschikt men echter over de MRI-techniek. Hierbij wordt gebruik gemaakt van magnetische velden waarmee het wel mogelijk is om een beeld te maken van de hersenen van een levend persoon. Deze techniek is zeer belangrijk voor zowel de diagnose als het onderzoek naar MS. Sinds 1990 wordt veel MS-onderzoek mogelijk gemaakt door de MS-Hersenbank, die financieel wordt ondersteund door Stichting MS Research. De MS-Hersenbank verzamelt hersenmateriaal van mensen met en zonder MS, die tijdens hun leven een speciaal donorcodicil hebben getekend. Dit zeer goed omschreven hersenmateriaal wordt beschikbaar gesteld aan MS-onderzoekers en maakt het hen mogelijk om het ziekteproces te onderzoeken in hersenmateriaal van mensen. 14

15

MS-centra voor onderzoek

2.1 INLEIDING

Hoofdstuk 2


De zorg voor mensen met MS wordt in toenemende mate uitgevoerd in MS-centra. Dat wil zeggen dat ziekenhuizen proberen om de zorg te optimaliseren door het opzetten van een samenwerkingsverband van neurologen, verpleegkundigen en andere deskundigen op het gebied van MS. In aansluiting hierop heeft Stichting MS Research besloten tot het oprichten van MS-centra voor onderzoek en zorg. Hierbij krijgen MS-centra die zelf veel investeren in onderzoek naar MS een langdurig en structurele ondersteuning van Stichting MS Research. Deze ondersteuning is speciaal bedoeld om het onderzoek nog verder te stimuleren en uit te breiden. Het is de bedoeling dat met de toename van dit onderzoek ook de zorg voor mensen met MS in deze centra toeneemt. In 2012 zijn vier MS-centra in Nederland door Stichting MS research gefinancierd. Vanaf 2013 zal ook het MS Centrum Noord Nederland ondersteund worden door Stichting MS Research.

2.2 VUMC MS CENTRUM AMSTERDAM Onderzoeksprogramma: Neurodegeneratie en neuroprotectie in MS: van molecuul tot kliniek (09-358d MS) Het VUmc MS Centrum Amsterdam, in 1998 opgericht, is uitgegroeid tot een van de top vijf MS centra van de wereld en is met al haar expertise hét aanspreekpunt in Nederland voor wetenschappelijke informatie over MS, zowel voor mensen met MS en hun omgeving als zorgverleners. Ongeveer de helft van alle nieuwe MS-patiënten in Nederland komt naar het VUmc MS Centrum Amsterdam voor een behandeling of second opinion. Doel van het centrum Het VUmc MS Centrum Amsterdam is een toonaangevend (inter)nationaal centrum op het gebied van MS waar hoogwaardig onderzoek, zorg voor patiënten en de opleiding van talenten centraal staan. Het centrum richt zich op de vroege opsporing van MS en behandeling op maat. Bij verschillende afdelingen binnen het VUmc wordt onderzoek gedaan naar MS. De samenwerking tussen de verschillende vakgebieden is één van de sterke punten van het MS centrum. Samen werken de afdelingen binnen het VUmc MS Centrum Amsterdam aan het verbeteren van de diagnostische mogelijkheden voor het vaststellen en typeren van MS en aan het zoeken naar effectievere behandeling van mensen met MS. Daarnaast werken ze aan het ontrafelen van factoren die bijdragen aan de ziekte MS. De samenwerkende afdelingen zijn: moleculaire celbiologie en immunologie, radiologie, neurologie, pathologie, revalidatiegeneeskunde, epidemiologie en biostatistiek, klinische chemie en anatomie en neurowetenschappen.

Prof. dr. Chris Polman Hoofd VUmc MS Centrum “Onderzoek naar antwoorden rondom de puzzel MS kost veel tijd en geld. Samen met MS-onderzoekers over de hele wereld, donateurs die het belang van MS-onderzoek zien, patiënten die meedoen aan wetenschappelijk onderzoek en de Stichting MS Research die deze groepen verbindt, komen we stapje voor stapje dichter bij een oplossing voor MS.”

16

Achtergrond van het centrum Het VUmc MS Centrum Amsterdam is in 1998 opgericht met steun van de Stichting MS Research. De stichting verzorgde de subsidiëring van verschillende onderzoekslijnen in een programmasubsidie, die de basis vormden van het centrum (1998–2002). De continuering van het centrum werd gewaarborgd door een tweede programmasubsidie (2002–2006). In de tweede programmasubsidie is ook het MS-MRI Centrum van het VU medisch centrum opgenomen. Dit centrum werd al sinds 1995 gesubsidieerd door de Stichting MS Research. In 2006 is door de Stichting MS Research een derde programmasubsidie voor het centrum gehonoreerd (2006-2010). In 2010 is een vierde programmasubsidie gehonoreerd (2010–2014). Dit verslag behandelt deze vierde programmasubsidie. Een substantieel deel van het wetenschappelijk onderzoek van het MS Centrum Amsterdam wordt financieel ondersteund door de Stichting MS Research. Ofwel via structurele steun aan het centrum (de programmasubsidies) ofwel via de subsidies voor losse onderzoeksprojecten.

17

Hoofdstuk 2

Programmasubsidie 2010 – 2014 (09-358d) Het centrale thema Het VUmc MS Centrum Amsterdam is een innovatief onderzoeksprogramma gestart naar de bescherming van hersencellen bij mensen met MS. MS werd tot voor kort gezien als een ‘pure’ ontstekingsziekte van het centraal zenuwstelsel. De huidige geneesmiddelen zijn er dan ook op gericht om de ontsteking bij MS-patiënten sterk te verminderen. Dit helpt, maar geneest de ziekte niet. De laatste jaren is duidelijk geworden waarom de therapie niet voldoende is: het verlies van functie van de hersencellen en van de verbindingen tussen hersencellen zorgt ervoor dat MS-patiënten steeds verder achteruit gaan. Door de schade en het verlies van hersencellen tegen te gaan, verwachten de onderzoekers van het VUmc MS Centrum Amsterdam dat zowel de neurologische achteruitgang als het geheugenverlies kan worden aangepakt. Het VUmc MS Centrum Amsterdam heeft er voor gekozen om gezamenlijk onderzoek te doen naar het voorkomen en herstellen van beginnende schade aan hersencellen bij MS. Als een van de weinige MS-centra in de wereld beschikt het centrum in Amsterdam over alle benodigde expertise om dit lastige, maar heel belangrijke onderzoek aan te pakken. Om schade aan hersencellen te voorkomen is het van belang beter te begrijpen hoe deze schade ontstaat. Hiervoor is nog veel onderzoek nodig. Hopelijk komen we met het onderzoek van de komende jaren tot een behandeling die niet alleen het aantal ontstekingen vermindert, maar ook hersencellen beschermt of beschadigde hersencellen herstelt. Daarnaast willen we graag onderzoeken hoe we de gevolgen van vergevorderde schade aan hersencellen voor mensen met MS zoveel mogelijk kunnen beperken. Binnen deze programmasubsidie werken de verschillende afdelingen nauw met elkaar samen in vier onderzoekslijnen, elk gericht op een onderdeel van dit werk. Zo hopen we voor alle mensen met MS, of ze nu pas de diagnose te horen hebben gekregen of al lang met de gevolgen van MS leven, kennis te vergaren die voor hen van belang is.

De onderzoekslijnen Het eerste jaar van een nieuwe onderzoekssubsidie staat veelal in het teken van het opstarten van het onderzoek en opzetten van nieuwe technieken. Innovatie Doel We zoeken binnen deze innovatieve onderzoekslijn naar potentiële aangrijpingspunten voor behandelingen om hersenschade te herstellen of hersencellen te beschermen tegen schade. In deze onderzoekslijn wordt gebruik gemaakt van diverse cel- en weefselkweekmodellen die relevant zijn voor MS om het proces van celschade en –verlies in elk detail te onderzoeken. Resultaten Macrofagen zijn een ontstekingsceltype waarvan bekend is dat het betrokken is bij schade aan de myelinelaag rondom zenuwuitlopers. Echter, macrofagen kunnen zich ook ontwikkelen tot ontstekingsremmende cellen. Afgelopen tijd is bestudeerd wat voor macrofagen zich in de MS laesies bevinden. Er is nu een kweeksysteem opgezet waarin deze cellen nagebootst kunnen worden. Onderzoek in het komende jaar moet antwoord geven op de vraag hoe deze cellen de zenuwcellen beïnvloeden. Astrocyten zijn steuncellen van de hersenen die 70% van het hersenvolume uitmaken. In ontstekingshaarden bij MS zwellen deze astrocyten op, waarna ze `reactieve astrocyten` worden genoemd. Tot nu toe werd aangenomen dat deze cellen in hun reactieve toestand MS laesie vorming verergeren. Echter, cellen zijn ook in staat om beschermende anti-oxidanten te produceren die mogelijk de ontsteking tegen gaan. We onderzoeken nu of we de reactieve status kunnen gebruiken om de zenuwcellen beter te beschermen. Het verstevigen van de bloed-hersenbarrière zal de lekkage van schadelijke stoffen en de passage van ontstekingscellen tegengaan en op die manier zenuwcel schade voorkomen. Afgelopen jaar hebben we gevonden dat 18


bioactieve lipiden een belangrijke rol spelen in het in stand houden van de barrière functie van het hersen-endotheel. Begeleider Prof.dr. Elga de Vries Vertaling Doel De fundamentele bevindingen vanuit de innovatie onderzoekslijn (in cellen, modellen en weefsels) worden in deze onderzoekslijn vertaald naar de mens. Tegelijkertijd wordt gestart met het bestuderen van de effectiviteit van bestaande geneesmiddelen. Deze middelen worden ook met succes gebruikt bij andere ziektes met hersenschade, zoals de ziekte van Parkinson en Alzheimer. Ook wordt er gekeken naar het effect van “brain training” om het geheugenverlies bij MS-patiënten te beperken. Resultaten In deze onderzoekslijn is er onder andere gekeken naar mitochondriën. Mitochondriën zijn de energiecentrales van cellen. Recent onderzoek laat zien dat er uitgebreide mitochondriële veranderingen optreden in de hersenen van mensen met MS. Mitochondriën in beschadigde gebieden functioneren niet goed, wat mogelijk veroorzaakt wordt door de productie van schadelijke zuurstofdeeltjes door microgliacellen en geïnfiltreerde ontstekingscellen. Als mitochondriën in de zenuwen niet meer goed werken kunnen zenuwvezels afsterven, waardoor MS-patiënten meer klachten krijgen. Recent hebben we een eiwit, PGC-1alpha genaamd, geïdentificeerd waarmee het disfunctioneren van de mitochondriën in de hersenen van MS-patiënten kan worden verklaard. Momenteel zijn we aan het kijken welke processen ten grondslag liggen aan de verminderde productie van dit eiwit. Onze eerste bevindingen duiden erop dat inflammatoire stoffen een mogelijke oorzaak kunnen zijn. Mitochondriën zijn essentieel voor de productie van energie in zenuwcellen. We hebben hersenmateriaal verzameld om met behulp van microarrays te bestuderen welke processen, betrokken bij energieproductie, zijn aangedaan in zenuwcellen van MS-patiënten. MS is een zeer heterogene ziekte. Dat wil zeggen dat er bij verschillende patiënten sprake is van verschillende ziekteprocessen. Daardoor kan het heel wisselend zijn hoeveel en welke klachten patiënten ervaren. In deze onderzoekslijn kijken we naar de invloed van variaties in het erfelijke materiaal (SNPs) op het verschillend tot uiting komen van MS-gerelateerde ziekteprocessen zoals neurodegeneratie. In twee studies hebben wij inmiddels een aantal gen-varianten gevonden die zijn geassocieerd met een kleiner hersenvolume bij mensen met MS. Begeleider Prof.dr. Jeroen Geurts Verbeelding Doel In deze onderzoekslijn wordt neurodegeneratie via MRI in beeld gebracht en bestudeerd via nauwkeurige metingen. Hierbij wordt gekeken hoe de neurodegeneratie samenhangt met de andere afwijkingen die bij MS in het hersenweefsel optreden. Vervolgens wordt ook onderzocht of de neurodegeneratie en haar relaties met de andere veranderingen in de loop van het ziekteproces veranderen en of er hierin verschillen zijn tussen ziektetypen. Resultaten Voor dit onderzoek onderzoeken we met MRI op welke manier atrofie (het krimpen van het hersenweefsel)

19

Hoofdstuk 2


samenhangt met andere veranderingen door MS, zoals het aantal laesies in de hersenen en/of het ruggenmerg. Daarnaast kijken we of we ziekteverschijnselen kunnen relateren aan deze veranderingen in het weefsel. Om dit goed in beeld te brengen zijn nieuwe technieken ontwikkeld om MRI-beelden te maken en te analyseren. Een belangrijke vooruitgang is dat we met de nieuwe beelden met veel meer detail de hersenen in beeld kunnen brengen, doordat we veel dunnere plakken door de hersenen kunnen afbeelden. Een nadeel van deze toegenomen precisie is dat het niet meer doenlijk is om voor grote aantallen patiënten de laesies handmatig in te tekenen. Om dit probleem op te lossen is een automatische methode ontwikkeld om de laesies te identificeren. Inmiddels zijn rond de tweehonderd MS-patiënten en vijftig gezonden onderzocht met MRI en aanvullende klinische metingen. Bij de werving van alle proefpersonen en de uitvoering van de neurologische en radiologische metingen en onderzoeken bij deze mensen, werken we nauw samen met de onderzoekers van ‘verbetering’ onderzoekslijn. Een belangrijk aspect van de samenwerking met de ‘verbetering’ onderzoekslijn betreft de vraag of bij patiënten die al lange tijd MS hebben, de neurodegeneratie meer uitgesproken is, of sterker samenhangt met de ontstekingen, of juist niet. Hierover is nog weinig bekend. Daarom onderzoeken we nu specifiek ook een groep mensen die al lange tijd de ziekte hebben. Deze patiënten vergelijken we niet alleen met patiënten die de ziekte korter hebben, maar we kijken ook binnen deze groep welke verschillen er zijn tussen mensen met veel en weinig invaliditeit. De meeste middelen tegen MS verminderen wel de ontsteking, maar hebben geen of weinig effect op de afbraak van zenuwweefsel of op de verslechtering van cognitie. We onderzoeken of het nieuwe middel Tysabri het hersenweefsel in enige mate kan beschermen tegen deze schade. We zijn begonnen met een patiënten onderzoek dat 18 maanden duurt. Hierbij kijken we bij patiënten die begonnen zijn met het middel Tysabri of hun hersenschade beperkt blijft en of dat gunstige effecten heeft op hun cognitieve vermogens (geheugen, aandacht, concentratie). Van de 70 deelnemers, die meedoen aan het onderzoek hebben we nu van alle deelnemers de eerste twee meetmomenten verzameld. Op korte termijn hopen we van alle deelnemers het derde tijdspunt af te ronden. We zijn bezig met het valideren van een MRI-methode (spectroscopie) die we gebruiken om hersenschade te meten. Ook zijn we gestart met het analyseren van de MRI beelden en de cognitieve testen van de eerste twee meetmomenten.

De eerste resultaten laten interessante dingen zien. Wij hebben de ogen van MS-patiënten vergeleken met de ogen van gezonde controles. Sommige patiënten hebben een of meerdere oogzenuwontstekingen gehad en aangezien een dergelijke ontsteking het netvlies zodanig beschadigd dat er geen subtiele veranderingen meer te meten zijn, hebben we apart gekeken naar ogen mét en ogen zonder ontsteking. Het netvlies bestaat uit verschillende lagen, die uit verschillende celtypen bestaan. Uit onze resultaten blijkt dat in ogen van MS-patiënten bepaalde lagen van het netvlies onherstelbaar beschadigd waren (als gevolg van neurodegeneratie), vergeleken met ogen van gezonde controles. Daarnaast is er ook een duidelijk verschil tussen de ogen mét en zonder ontsteking, waarbij de ogen met ontsteking aanzienlijk meer schade laten zien. De lagen van het netvlies waar deze schade te zien was, lijken een goede maat te zijn voor de mate van neurodegeneratie in het hele CNS. Hoe dunner deze lagen zijn, hoe hoger de EDSS is en hoe slechter de visus. Daarnaast is het van belang dat we nu ook weten naar welke lagen we wel, en naar welke we niet moeten kijken.

Begeleider Dr.ir. Hugo Vrenken

Management team Prof.dr. Frederik Barkhof Prof.dr. Christien Dijkstra Prof.dr. Chris Polman Prof.dr. Paul van der Valk

Verbetering Doel In deze onderzoekslijn wordt gezocht naar nieuwe manieren om neurodegeneratie bij mensen met MS te meten. Zo wordt onderzoek gedaan naar het gebruik van OCT. Met deze oogscan kan in zeer korte tijd de schade van de oogzenuw in beeld gebracht worden. De hoeveelheid schade aan de oogzenuw in de tijd is een maat voor de hoeveelheid schade in de hersenen en dus voor het afsterven van zenuwcellen oftewel neurodegeneratie. Verder wordt er gekeken welke biomarkers (meetbare stoffen in het bloed en in het hersenweefsel van overleden patiënten) een maat zijn voor de (hoeveelheid) schade in de hersenen. Ook worden de verschillende testen voor het meten van geheugenverlies onderzocht op hun effectiviteit bij mensen met MS. Resultaten De dataverzameling is inmiddels compleet en er zijn bij bijna 230 MS-patiënten en 60 gezonde controles gegevens verzameld over de hersenen (met MRI en MEG scans), de ogen (met OCT scans), cognitie (concentratie, geheugen), lichamelijke klachten, vermoeidheid, depressie en verschillende leefstijl en omgevingsfactoren. Op dit moment zijn wij bezig met het analyseren van de OCT data. Deze data geeft informatie over schade aan de zenuwcellen in het netvlies. Deze schade is relatief makkelijk te meten en blijkt sterk samen te hangen met neurodegeneratie op andere plekken in het brein.

20

Begeleider Dr. Joep Killestein

Onderzoekers programmasubsidie 09-358d MS (vanaf 1 okt. 2010) Drs. Daphne Vogel, afdeling Moleculaire celbiologie en immunologie Drs. Philip Nijland, afdeling Pathologie Drs. Melissa Pinheiro, afdeling Moleculaire celbiologie en immunologie Drs. Martijn Steenwijk, afdeling Radiologie Drs. Oliver Wiebenga, afdeling Radiologie Drs. Lisanne Balk, afdeling Neurologie Drs. Eva Strijbis, afdeling Neurologie, tot 1-7-2012 Drs. Laura Jonkman afdeling Anatomie en neurowetenschappen, vanaf 1-2-2013 Drs. Roel Klaver, afdeling Anatomie en neurowetenschappen Dr. Axel Petzold, afdeling Neurologie

Instituut VU medisch centrum, Amsterdam Startdatum oktober 2010 Het VUmc MS Centrum Amsterdam is ontstaan uit een fusie van het MS-MRI Centrum, dat sinds mei 1995 wordt ondersteund door de Stichting MS Research, en het MS Centrum voor Onderzoek en Zorg, dat sinds oktober 1998 wordt ondersteund door de Stichting MS Research. Van oktober 2010 tot oktober 2014 krijgt het centrum de vierde programmasubsidie van de Stichting MS Research (09-358d). Subsidie Vanaf 1 oktober 2010: € 1.200.000,- voor 2 jaar, met uitzicht op verlenging tot 1 oktober 2014. Na twee jaar is het programma positief beoordeeld door een audit commissie die is ingesteld door Stichting MS Research.

21

Hoofdstuk 2


2.3 ERASMS ROTTERDAM Rotterdams MS-centrum voor patiëntenzorg en onderzoek Onderzoeksprogramma: MS vanaf de eerste aanval (10-490c MS) ErasMS In 2012 vierde het MS centrum ErasMS haar 10 jarig bestaan. In toenemende mate fungeert ErasMS als kennis- en expertisecentrum voor MS, zowel op regionaal als op (inter)nationaal niveau. Speciale aandacht gaat uit naar families waarin meerdere mensen MS hebben, naar erfelijkheid, naar zwangerschap bij MS, naar (agressieve) varianten van MS en naar MS bij kinderen. Op het gebied van onderzoek is er een team samengesteld van wetenschappers en artsen die zich ten taak hebben gesteld de snelle biotechnologische ontwikkelingen en mogelijkheden te vertalen naar de wereld van de patiënt. Binnen het ErasMS zijn twee MS-verpleegkundigen en dankzij een subsidie van de VriendenLoterij een kinder MS verpleegkundige werkzaam. Zij informeren patiënten over hun aandoening en leren patiënten beter met hun ziekte om te gaan. Belangrijk hierbij is de ondersteuning van een revalidatieteam. In Nederland werd veel informatie verleend aan de MS-patiëntenvereniging en andere organisaties en de media. Met diverse mensen uit de media werd meegewerkt ten aanzien van vragen uit het publiek over allerlei aspecten rond MS, met name verschillende nieuwe mogelijkheden tot behandeling in het reguliere en ook alternatieve circuit. De programmasubsidie van de Stichting MS Research ondersteunt meerdere onderzoeksprojecten. Achtergrond van het centrum De initiatiefnemers van het MS-centrum hebben Rotterdam uitgekozen vanwege de grote kennis die hier aanwezig is op gebied van het immuunsysteem, erfelijkheid en virussen. Het MS-onderzoek is grotendeels ingebed in de Rotterdamse onderzoeksscholen NIHES (epidemiologie, de leer van de verspreiding van ziekten) en Molecular Medicine (biomedisch translationeel onderzoek, onderzoek gericht op toepassing van in het laboratorium verkregen onderzoeksresultaten in de gezondheidszorg). Sinds januari 2005 werden door deze onderzoeksscholen cursussen voor biomedische onderzoekers en symposia over MS georganiseerd, waar wetenschappers uit diverse Europese landen deel namen. Voorts participeert het MS-centrum uiteraard in klinische studies naar nieuwe behandelingsvormen die ziekteprocessen bij MS moeten afremmen.

Programmasubsidie 2011-2014 (10-490c MS)

Prof. dr. Rogier Hintzen Hoofd MS Centrum ErasMS “In deze tijden van marktgekte, zuinige verzekeraars en een zorgwereld die barst van de paradoxen, dreigt de patiënt wel eens onder te sneeuwen. Hierbij kan de nuchtere kijk van een academisch MS centrum wel eens heel waardevol blijken.”

22

Het centrale thema De derde programmasubsidie -MS vanaf de eerste aanval- voor het MS Centrum ErasMS ging van start op 1 oktober 2011. Het betreft een ondersteuning voor het nieuwe onderzoek, dat de laatste jaren in Rotterdam werd opgestart op het gebied van het thema “Biologische factoren die oorzaak en beloop van MS beïnvloeden”. Het onderzoek omvat de vakgebieden genetica, epidemiologie, immunologie (de leer van het afweersysteem), de klinische neurologie en de kinderneurologie. Centraal staat hierbij de patiënt die het centrum bezoekt op zoek naar goede zorg. Veelal betreft het een second opinion, met name over de diagnose of over het behandelbeleid. Van alle patiënten wordt materiaal verzameld zoals serum en cellen uit het bloed, hersenvocht en DNA. Met dit programma wordt beoogd zoveel mogelijk koppeling te krijgen tussen aan de ene kant de situatie die wordt waargenomen bij de patiënt en aan de andere kant de nieuw te meten biomarkers in het laboratorium.

23

Hoofdstuk 2


MS bij kinderen Heel sterk is ingezet op het identificeren van kinderen en jongeren met MS in Nederland. Van een deel van de subsidie werd drs. Immy Ketelslegers als arts onderzoeker aangesteld. Dit onderzoek naar MS bij kinderen wordt vanwege de zeldzaamheid van de aandoening direct gekoppeld aan onderzoeksprojecten in Amerika en elders in Europa. De International Pediatric MS Study Group van de Multiple Sclerosis International Federation (MSIF) heeft hierbij een coördinerende functie. Een voorbeeld van deze internationale samenwerking is de Europese richtlijn voor de behandeling van kinderen met MS, die tot stand kwam dankzij een bijeenkomst voor de Europese onderzoekers in Rotterdam. Op dit moment ligt de aandacht op het onderzoeken van het DNA van Nederlandse en Canadese kinderen met MS op bepaalde risicogenen zoals die nu bekend zijn bij MS. Dit gebeurt in samenwerking met het Hospital for Sick Children in Toronto en de afdeling Genetische Epidemiologie van het Erasmus MC.

MS en erfelijkheid MS wordt beïnvloed door erfelijke factoren. Op het gebied van DNA variaties zijn inmiddels een aantal bekende genen geïdentificeerd. Deze variaties verhogen het risico om MS te krijgen een beetje. Ook werd aannemelijk gemaakt dat MS veel sterker door moeders dan door vaders aan het nageslacht wordt doorgegeven. Onder leiding van prof. dr. Hintzen heeft een internationale groep onderzoekers een nieuw gen gevonden dat mogelijk betrokken is bij de ontwikkeling van MS, echter moet validatie van deze bevinding nog plaatsvinden. Inmiddels is ook een familielid van dit gen geassocieerd met MS. Deze vondst is een doorbraak omdat het gen mogelijk een rol speelt bij de aftakeling die optreedt in de loop van de ziekte. Genen waarvan eerder een relatie met MS zijn aangetoond, zijn allen gerelateerd aan het immuunsysteem. De nieuw ontdekte genen, Kif-1b en Kif21b, komen echter met name tot expressie in het zenuwstelsel. Het speelt een rol bij het transport van moleculen over de lange zenuwvezels in de hersenen en het ruggenmerg. Dit draagt bij aan het bewijs dat neurodegeneratieve processen bij MS een rol spelen en biedt belangrijke uitganspunten voor verder onderzoek. Deze onderzoekslijn is nauw verweven met het onderzoek van drs. Karim Kreft.

De onderzoekslijnen

Het onderzoek naar MS en verwante aandoeningen bij kinderen ging in 2007 van start. Alle kinderen met een eerste aanval van demyelinisatie van het centraal zenuwstelsel in Nederland worden geïncludeerd en vervolgd. Hierdoor weten we nu dat deze aandoeningen bij 0,66 van de 100.000 kinderen in Nederland voorkomt. Opvallend is het aantal kinderen van niet-Europese origine en de grote hoeveelheden auto-immuunziekten die in de families van patiëntjes met MS worden gerapporteerd. Verder genetisch onderzoek volgt. Een andere zeldzame variant van MS (bij kinderen en volwassenen) waar onderzoek naar wordt verricht is neuromyelitis optica (NMO, of de ziekte van Devic). ErasMS heeft hiervoor een expertisecentrum opgericht en samen met Sanquin een bloedtest ontwikkeld. Deze test wordt nu landelijk ingezet om het stellen van de diagnose neuromyelitis optica te vereenvoudigen en deze te kunnen onderscheiden van MS. Onderscheid tussen MS en NMO is belangrijk aangezien de therapie verschilt.

MS en omgevingsfactoren De ene mens verwerkt virusinfecties makkelijker dan de andere. Wij bekijken nu of de reactie op het voor MS belangrijke EBV virus anders verloopt bij patiënten en ook gezonde mensen die drager zijn van de MS risico genen. Vanwege de rol van het afweersysteem werd ook postdoc immunoloog dr. Marvin van Luijn aangesteld teneinde het samenspel van deze omgevingsfactoren met het afweersysteem te onderzoeken. De afgelopen tijd werd vooral besteed aan het ontwikkelen van moderne technieken om de functies van belangrijke cellen in het immuunsysteem beter te kunnen uitlezen. De postdoc zet zich momenteel in om met de modernste technieken de karakteristieken en functie van ontstekingscellen in het bloed van MS-patiënten beter in kaart te brengen. Remming van dit soort cellen is tot nog toe het enige dat als waardevolle therapie is gebleken voor MS. Maar het moet nog veel beter. Een belangrijk doel is om het meten van specifieke ontstekingscellen aan te wenden als biomarkers voor de ziekte, bijvoorbeeld voor voorspelling van een goed of slecht beloop. Ook proberen we de immuunfunctie van bepaalde genen die geassocieerd zijn met MS in ontstekingscellen te ontrafelen en hoe deze een negatieve rol kunnen spelen in het ziekteproces.

24

Drs. Karim Kreft verricht o.a. onderzoek naar de expressie en lokalisatie van de neuronale Kif-1b en Kif-21b MS-risicogenen. Hiervoor werd hersenmateriaal van “gezonde, niet demente” controles, MS-patiënten en patiënten met de ziekte van Alzheimer verzameld met behulp van de Nederlandse Hersenbank in Amsterdam. In dit materiaal werd onderzocht of de genen verschillen in de hoeveelheid waarin het aangemaakt wordt tussen deze drie patiëntengroepen. Tevens hebben we gekeken of de verschillen in hoeveelheid mogelijk veroorzaakt worden door de gevonden genetische variatie in deze genen. Verder wordt onderzocht waar het eiwit product van dit gen tot expressie komt in de hersenen van deze patiëntengroepen. We hebben gevonden dat een hoge expressie van dit eiwit ertoe leidt dat patiënten met MS sneller achteruitgaan. Dit is onafhankelijk van de variaties in de genen voor de Kif’s. Momenteel zijn we aan het onderzoeken of deze eiwitten ook meer tot expressie komen in de afwijkingen (laesies) in de hersenen van MS-patiënten. Tevens willen we onderzoeken waarom het nadelig is als er veel van dit eiwit tot expressie komt.

Voorspellen van MS In september 2006 werd een samenwerkingsverband gestart met tien Nederlandse academische ziekenhuizen om mensen na een eerste aanval van mogelijke MS (CIS) systematisch verder te vervolgen en te kijken of nieuwe testen het verdere beloop kunnen voorspellen. Dit heet de PROUD studiegroep (Predicting the OUtcome of a Demyelinating event). In dit onderzoek worden zowel klinische gegevens van patiënten, als MRI, bloed en hersenvocht van patiënten verzameld en bewaard voor latere analyse. Ruim 200 mensen zijn momenteel opgenomen in het onderzoek. Op dit moment is dr. Naghmeh Jafari bezig met het vergelijken van de ernst van vermoeidheid binnen deze groep en gezonde controles. Ook zullen dr. Jafari en drs. Runia in deze groep het verband tussen vitamine D en vermoeidheid onderzoeken. Naast deze recent opgezette studie, hebben we ook een al langer bestaand cohort van CIS-patiënten verzameld binnen ons centrum. Bijna al deze patiënten hebben MRI-scans gehad en zijn poliklinisch vervolgd. Een recent MRI-onderzoek binnen dit patiëntencohort heeft onder andere de voorspellende waarde van bepaalde MS-criteria na CIS bevestigd en een nieuw MRI-criterium onder de aandacht gebracht. Ook zijn de nieuwe diagnostische criteria voor het stellen van de diagnose MS getest in onze CIS-populatie. Het bleek dat met behulp van de nieuwe criteria de diagnose MS sneller te stellen is, wat voor de patiënten een periode van onzekerheid kan wegnemen.

25

Hoofdstuk 2

Biomarkers voor MS Dr. Marcel Stoop maakt in zijn onderzoek gebruik van hypermoderne analyse technieken die het mogelijk maken in één keer het scala aan eiwitten op te sporen dat in een bepaald vloeistof zit (proteomics). Doel van dit onderzoek is het opsporen van eiwitten die kunnen worden gebruikt voor de diagnose of voor voorspelling van het verloop van de ziekte (biomarkers) en die ook meer informatie geven over biologische processen die een rol spelen bij MS. Hieruit zijn eerder diverse eiwitten geïdentificeerd die in de ruggenmergvloeistof van patiënten met MS verhoogd voorkwamen, wat recentelijk heeft geleid tot publicaties in wetenschappelijke tijdschriften. Verscheidene eiwitten die betrokken zijn bij ontstekingsreacties, zoals clusterine en complement C3 en eiwitten die van invloed zijn op neurodegeneratie, zoals chromogranine A, zijn in verhoogde concentratie aanwezig in de ruggenmergvloeistof van patiënten met MS. Voor chromogranine A is dit ook op een kwantitatieve manier bepaald door middel van een immuunassay. Daarnaast zijn met de meest geavanceerde proteomics-technieken experimenten gedaan om verschillen te ontdekken tussen patiënten met verschillende soorten MS (Primair Progressief versus Relapsing-Remitting). Hieruit bleek dat er eigenlijk weinig verschillen te vinden zijn in de eiwitten in ruggenmergvloeistof tussen de verschillende soorten MS, alhoewel de gevonden verschillen wel zeer interessant zijn. Onder andere een eiwit dat belangrijk zou kunnen zijn bij het remyelinisatie proces in MS alsmede een eiwit gerelateerd aan de vitamine-D homeostase in het lichaam werden namelijk in veel lagere concentraties aangetroffen in Primair Progressieve MS. Deze resultaten zijn inmiddels gevalideerd met andere analyse technieken. Marcel Stoop promoveerde op dit onderzoek in 2010 bij prof. dr. R.Q. Hintzen. De meest recente proteomics experimenten zijn uitgevoerd om het effect van behandeling van Relapsing Remitting MS op de eiwitten in ruggenmergvloeistof te bepalen. Hiervoor werd ruggenmergvloeistof afgenomen voordat de behandeling met Tysabri begon en een jaar later nogmaals. Hieruit bleek dat een zeer groot deel van de ontsteking-gerelateerde eiwitten in lagere concentraties aanwezig is na behandeling met Tysabri. Validatie experimenten met andere massa spectrometrie technieken hebben deze resultaten bevestigd.


Startdatum van het centrum juli 2002 2002 Programmasubsidie 02-490; 2006: Verlenging programmasubsidie 02-490; 2007: programmasubsidie 05-490b; 2011: programmasubsidie 10-490c Subsidie Sinds 1 oktober 2011: € 600.000,- voor de eerste twee jaar

Proteomics van Clinically Isolated Syndromes (CIS, het voorstadium van MS) en exosomen (door weefsel geproduceerde kleine blaasjes) in de ruggenmergvloeistof zijn de aandachtspunten voor de toekomst. Deze exosomen zijn direct afkomstig van het weefsel wat door de ziekte wordt aangetast, waardoor de eiwtten in deze exosomen zeer interessant zouden kunnen zijn met betrekking tot de ziekteprocessen in MS.

Onderzoekers Dr. Marvin van Luijn, post-doc, afdeling Immunologie Dr. Marcel Stoop, post-doc, afdeling Neurologie Dr. Naghmeh Jafari, neurologe, afdeling Neurologie Drs. Tessel Runia, arts onderzoeker, afdeling Neurologie Drs. Immy Ketelslegers, arts onderzoeker, afdeling Neurologie Drs. Danielle van Pelt. arts-onderzoeker, afdeling Neurologie Drs. Julia Mescheriakova, arts-onderzoeker, afdeling Neurologie Drs. Karim Kreft, aio, afdeling Neurologie Drs. Vaibahv Singh, aio, afdeling Neurologie Management en aansturing onderzoek Prof. dr. Rogier Hintzen, neuroloog/immunoloog Prof. dr. Jon Laman, immunoloog Instituut Erasmus MC, universitair medisch centrum Rotterdam

26

27

Hoofdstuk 2


2.4 MS CENTRUM LIMBURG (10-707 MS) Het MS Centrum Limburg is in april 2010 van start gegaan. De programmasubsidie voor dit centrum wordt met name gebruikt voor de ondersteuning van wetenschappelijke projecten van promovendi van het Academisch MS Centrum Limburg door twee gespecialiseerde verpleegkundigen. De taken van de researchverpleegkundige bij wetenschappelijk onderzoek • Zij draagt er zorg voor dat onderzoeken c.q. protocollen lokaal uitvoerbaar zijn. • Zij zorgt mede voor indiening van de protocolllen ter goedkeuring bij de Medisch Ethische Toetsingscommissie. • Zij informeert patiënten naar de behandelmogelijkheden van MS en geeft informatie aangaande het wetenschappelijk onderzoek. Verder zal zij gedurende de onderzoeksperiode nauwkeurig zorg dragen voor het verzamelen van laboratoriummonsters, het verzamelen van data gegevens en het verwerken van deze gegevens in databases. • Zij coördineert vervolgafspraken en onderzoeken met diverse specialisten. • Zij ondersteunt de diverse onderzoekers bij structurele verslaglegging en afsluiting van onderzoeksperiodes. • Zij is gedurende de onderzoeksperiode de contactpersoon voor de onderzoeker en de patiënt. • Zij is direct aanspreekbaar voor de patiënt en zorgt daardoor voor een laagdrempelig contact. • Zij werkt vanuit een holistische visie waarbij de patiënt centraal staat. Hierbij wordt rekening gehouden met de individuele wensen en behoeften van de patiënt.

Onderzoekslijnen Het academisch MS Centrum Limburg profileert zich in Nederland door intensief onderzoek naar de invloed van vitamine D op de ziekte multiple sclerose. Kernpunten • Vitamine D wordt met name aangemaakt onder invloed van UVB-straling uit zonlicht en is essentieel voor het lichaam. • Te weinig vitamine D zorgt voor zwakke botten, extra inname van vitamine D door personen die weinig aan zonlicht worden blootgesteld, voorkomt dit. • Een vitamine D tekort is één van de omgevingsfactoren die bij kan dragen aan het ontstaan van multiple sclerose. • Een hogere vitamine D spiegel in het bloed lijkt daarnaast ook een positief effect te hebben op het aantal schubs bij MS in de relapsing-remitting vorm. • Vitamine D houdt waarschijnlijk het bij MS verstoorde afweersysteem in balans, door de functie van regulatoire witte bloedcellen te versterken en ‘goede’ witte bloedcellen te promoten. • Vitamine D komt in de hersenen, en werkt daar wellicht ook lokaal ontstekingsremmend. • We onderzoeken nu of extra vitamine D inname gunstig is.

Prof. dr. Raymond Hupperts Hoofd MS Centrum Limburg “Medisch-wetenschappelijk onderzoek heeft als doel het beantwoorden van een vraag op het gebied van ziekte en gezondheid door het op een systematische wijze verkrijgen en bestuderen van gegevens.”

28

SOLAR en SOLARIUM: vitamine D suppletiestudies Op dit moment loopt er een grote Europese studie, de SOLAR studie, naar het aanvullende effect van vitamine D3 op behandeling met Interferon Beta. Deze studie is ontwikkeld om een toename in het aantal aanvalsvrije patiënten te meten. Er worden rond de 300 patiënten bij betrokken die bijna 2 jaar lang vitamine D of placebo krijgen. Er doen 53 centra in Europa mee en de deelname is in ieder geval open tot en met juli 2013. Het Academisch MS centrum Sittard heeft deze studie geïnitieerd. Daarnaast voeren wij op dit moment binnen het Academisch MS Centrum als aanvulling op de SOLAR studie de SOLARIUM studie uit. Het doel van deze sub-studie is om het achterliggende mechanisme van het effect van vitamine D op het afweersysteem verder te ontrafelen, door naar specifieke witte bloedcellen van de deelnemende patiënten te kijken. Totdat de resultaten van deze studie bekend zijn, is het NIET raadzaam om als MS-patiënt buiten studieverband om, te starten met de inname van hoge doseringen vitamine D. 29

Hoofdstuk 2


Onderzoeker drs. A-H. Muris

Instituut Orbis Medisch Centrum, Sittard

Functionele karakterisering van het afweersysteem: verschillen tussen multiple sclerose patiënten en gezonde controles Multiple sclerose (MS) is een neurologische aandoening, waarbij het eigen afweersysteem om een nog onbekende reden de hersenen en het ruggenmerg aanvalt. Hierbij spelen verschillende soorten afweercellen een belangrijke rol. Sommige afweercellen wakkeren de ziekte aan (slechte afweercellen), andere moeten deze slechte afweercellen juist tegenhouden (regulerende afweercellen). Echter, uit eerder onderzoek blijkt dat deze laatste niet goed functioneren in MS-patiënten. In dit onderzoek willen we kijken naar verschillende functies van de afweercellen, zowel van de slechte als de regulerende cellen. We zullen onderzoeken of deze functies verschillen tussen MS-patiënten en gezonde vrijwilligers. Verder zullen we onderzoeken of de functie van afweercellen beïnvloed wordt door patiënt specifieke ziektekenmerken (o.a. medicatiegebruik en MS type)

Startdatum april 2010 Subsidie € 220.996,-

Onderzoeker drs. A-H. Muris fMRI studie: MS, vitamine D en cognitie Naast de studies gericht op onderzoek van de afweercellen, willen we ook kijken of er effecten van vitamine D zijn op bepaalde klachten die MS-patiënten ervaren. Eerder zijn er al onderzoeken gedaan naar het zien, depressie en vermoeidheid. Bij deze fMRI-studie richten we ons op andere veelgenoemde klachten, namelijk de zogenoemde cognitieve klachten, zoals problemen met aandacht, concentratie en geheugen. Uit studies bij ouderen is namelijk gebleken dat het ontstaan van cognitieve problemen samenhangt met de aanwezigheid van een laag vitamine D gehalte in het bloed. Omdat er op dit moment geen goede behandeling bestaat voor deze cognitieve klachten, is het van belang te weten of vitamine D een rol speelt in het ontstaan ervan. Indien dit het geval is, kan dit gevolgen hebben voor de toekomstige behandelopties. Graag willen we dan ook onderzoeken of bij MS-patiënten deze relatie tussen een laag vitamine D en geheugenproblemen ook bestaat. Hiervoor is een pilot-studie (vooronderzoek) opgezet bestaande uit de volgende onderdelen: 2 neuropsychologische tests, 2 vragenlijsten, een functionele MRI-scan en bloedonderzoek (voor o.a. het bepalen van de vitamine D status). Deze functionele MRI-scan is een speciaal soort MRI-scan, waarbij patiënten tijdens het scannen gevraagd wordt een test uit te voeren. De scan kan vervolgens activiteit in de hersenen meten, waaruit aanwijzingen naar voren komen over het al of niet aanwezig zijn van cognitieve problemen. De uitkomsten zullen vergeleken worden tussen twee groepen MS-patiënten, één groep met een hoge vitamine D spiegel en die met een lage vitamine D spiegel. Onderzoeker Drs. L. Rolf

Verpleegkundigen M. Bruinen L. van Gennip Aansturing Prof. dr. R.M.M. Hupperts, neuroloog

30

31

Hoofdstuk 2


2.5 MS CENTRUM NIJMEGEN Onderzoeksprogramma: Dagcentrum voor mensen met MS (10-708 MS) Doel van het centrum Verbeteren van kwaliteit van leven voor mensen met MS en diens naasten. Achtergrond van het centrum Veel mensen met MS geven aan dat hun kwaliteit van leven beïnvloed wordt door verminderd cognitief functioneren, moeheid, pijn, depressie, verminderde mobiliteit, slaapproblemen, verminderd sociaal functioneren, blaas-, darm- en seksuele problemen. Het doel van het MS Dagcentrum is om aandacht te besteden aan lichamelijke, sociale en psychische problematiek om zo de kwaliteit van leven en zorg voor mensen met MS en diens naasten te verbeteren. Het bezoek aan het Dagcentrum bestaat uit afspraken met (para)medici die gepland zijn naar aanleiding van antwoorden ingevuld op een vragenlijst waarin alle domeinen waarop MS van invloed kan zijn behandeld worden. Ofwel, zorg op maat. Na het in kaart brengen van de problematiek tijdens bezoek aan het Dagcentrum wordt door het multidisciplinaire team advies gegeven over het vervolgtraject. Dit kan bestaan uit behandelmodules binnen UMC St Radboud of verwijzingen naar een revalidatiecentrum of eerstelijns zorg. Er is weinig wetenschappelijke onderbouwing in hoeverre bovenbeschreven aanpak daadwerkelijk bijdraagt aan beter functioneren van mensen met MS en diens naasten. Een andere vraag is of het uiteindelijk resulteert in verlaging van de gezondheidszorgkosten. Onderzoekslijnen en bereikte resultaten Bezoekers van het Dagcentrum hebben na deelname een anonieme enquêteformulier toegestuurd gekregen met vragen over tevredenheid en of ze er iets aan gehad hebben. De antwoorden worden geanalyseerd. Mantelzorgers ontwikkelen nogal eens door overbelasting zelf problemen of er ontstaan problemen in de relatie. Middels een pilotstudie hebben we partners van mensen met MS uitgenodigd en in kaart gebracht waar ze tegenaan lopen. Er zijn adviezen op maat gegeven. Binnenkort wordt deze groep van mensen nog een keer benaderd ter evaluatie of de adviezen geholpen hebben. De combinatie werk en MS geeft bij nogal wat mensen met MS problemen. Mensen met MS worden uitgenodigd voor een gestructureerd gesprek om meer helderheid te geven waar men tegen aanloopt of wat men nodig heeft om beter in het werk te blijven functioneren. Deze studie wordt uitgevoerd omdat gegevens hierover in de literatuur ontbreken. De cursus Mindfulness en MS wordt momenteel geëvalueerd met de vraagstelling of mindfulness cognitieve klachten bij MS verbetert. Management en aansturing onderzoek Dr. Brigit A. de Jong, neuroloog

Dr. Brigit de Jong Hoofd Radboud MS Centrum Nijmegen “Ontwikkelen van biomarkers voor MS en bijdragen aan verbeteren van kwaliteit van leven voor mensen met MS dient uiteindelijk hetzelfde doel, namelijk zorg op maat, resulterend in een beter leven voor mensen met deze aandoening en diens naasten. Dit is wat mij drijft, zowel op het gebied van MS-patiëntenzorg, onderzoek, onderwijs als informatievoorziening.”

32

Onderzoekers Dr. S. Vos, medisch psycholoog I. Putman, MS verpleegkundige S. Cuppen, verpleegkundige Instituut UMC St Radboud Startdatum van het centrum September 2011 Subsidie € 100.000,33

De Nederlandse Hersenbank voor MS

Hoofdstuk 3

De Nederlandse Hersenbank voor MS

3.1 INLEIDING Onderzoek naar en de diagnose van MS zijn lange tijd bemoeilijkt, omdat het niet mogelijk is om bij levende mensen in de hersenen te kijken. Om onderzoek aan menselijk materiaal mogelijk te maken, ondersteunt Stichting MS Research sinds 1990 de Nederlandse Hersenbank voor Multiple Sclerose. De Hersenbank verzamelt hersenmateriaal van mensen met en zonder MS, die tijdens hun leven een speciaal donorcodicil hebben getekend. Dit zeer goed omschreven hersenmateriaal wordt beschikbaar gesteld aan MS-onderzoekers. Hierdoor krijgen zij de mogelijkheid om het ziekteproces en de aangedane gebieden te onderzoeken in hersenmateriaal van mensen. In de afgelopen jaren heeft bij vele MS-onderzoeksprojecten het materiaal van de Hersenbank een essentiële rol gespeeld.

3.2 NEDERLANDSE HERSENBANK VOOR MULTIPLE SCLEROSE (09-406E MS) De Nederlandse Hersenbank (NHB) voor MS heeft tot doel om wereldwijd goed gedocumenteerd humaan hersenweefsel (hersenen, ruggenmerg en hersenvloeistof) van MS-patiënten en controles uit te geven aan MS-onderzoek. De NHB heeft een nationaal donorprogramma, waarbij mensen zich bij leven registreren als hersendonor. Mede hierdoor kan de hersenobductie snel na overlijden plaatsvinden. Het weefsel wordt verkregen door middel van snelle obducties met een zeer korte tijd tussen het overlijden en de obductie van gemiddeld 6,5 uur. Door deze korte tijd is het hersenmateriaal van de NHB van hoge kwaliteit, een voorwaarde voor onderzoekstechnieken die veranderingen in eiwit- en genexpressie in MS blootleggen. Het hersenweefsel wordt op zodanige wijze voor onderzoekers uitgenomen, dat zij precies die gebieden krijgen die zij nodig hebben voor hun onderzoek. Ook de bewerking van het weefsel is aangepast aan de wensen van de onderzoekers zodat het materiaal geschikt is voor hun onderzoek. In geval van MS worden de hersenen na het overlijden eerst met MRI gescand, zodat de MRI beelden kunnen worden vergeleken met microscopische beelden. Hierdoor kunnen MS afwijkingen die niet met het blote oog zichtbaar zijn toch worden uitgenomen.

Dr. Inge Huitinga Directeur Nederlandse Hersenbank “Multiple sclerose is een ziekte van de hersenen. Daarom is voor het vinden van een oplossing voor multiple sclerose hersenweefsel van cruciaal belang. Wordt daarom ook hersendonor en help mee om multiple sclerose op te lossen.”

34

Bereikte resultaten Het donorbestand van de NHB bestaat momenteel uit meer dan 2750 geregistreerde donoren, waarvan 485 MS- en 1486 controle registraties. Het aantal hersendonor registraties van mensen met MS is relatief hoog in vergelijking met andere ziektebeelden en neemt per jaar stabiel toe met 35-40 nieuwe registraties. Het aantal nieuwe inschrijvingen van controledonoren in 2012 was ook stabiel met 90 per jaar, wat ook voor MS-onderzoek heel belangrijk is: het controle hersenmateriaal moet als vergelijking dienen voor de gevonden afwijkingen in het MS hersenmateriaal. In 2011 hebben we de DVD over de NHB en MS ‘De Oplossing zit in de Hersenen’ die in 2007 is uitgebracht opnieuw laten maken aangezien we door de eerste druk heen waren. 35

Hoofdstuk 3

Daarnaast heeft de Nederlandse Hersenbank een voorlichtings-DVD gemaakt over de Hersenbank en het belang van hersenonderzoek wat mogelijk meehelpt het aantal donoren te vergroten.

Startdatum januari 1990. De subsidie is per december 2009 met 4 jaar verlengd. Subsidie € 425.017,-

De NHB heeft in de afgelopen 26 jaar meer dan 3700 obducties verricht, waarvan meer dan 210 MS en meer dan 1200 controle obducties. Gemiddeld heeft de NHB 12 MS-obducties per jaar. Eigenlijk zijn er veel meer donoren nodig om aan alle onderzoeksvragen te kunnen voldoen. In de afgelopen twee jaar heeft de NHB meer dan 1250 stukjes MS-weefsel kunnen uitgeven aan 37 MS projecten in binnen- en buitenland. Dankzij project MS 09-666 “Karakterisatie van MS weefsel van de NHB” (zie elders in dit katern) zijn de MS-laesies nu extreem goed gekarakteriseerd en krijgen onderzoekers precies wat ze nodig hebben voor hun onderzoek. Dat onderzoek richt zich op vele onderwerpen, zoals het zoeken naar een mogelijke betrokkenheid van virussen bij MS, de functie van de bloed-hersenbarrière en mechanismen van ontstaan en herstel van MS-ontstekingen zoals demyelinisatie en remyelinisatie, grijze stof laesies, B- en T-cellen in MS, stamcellen, man/vrouw verschillen in MS en eiwit- en genexpressie studies. In het jaarverslag en op de website van de NHB staat alle informatie over de onderzoeksresultaten behaald met NHB weefsel en de daaruit voortgekomen publicaties.

Deelnemers Dr. Inge Huitinga, directeur Hersenbank, projectleider Michiel Kooreman, coördinator analisten Afra van den Berg, analist Paul Evers, analist Marleen Rademaker, management assistent Petra Brom, secretaresse Instituut De Nederlandse Hersenbank is onderdeel van het Nederlands Instituut voor Neurowetenschappen in Amsterdam.

36

37

Onderzoek naar klinische symptomen en nieuwe therapieën

4.1 INLEIDING

Hoofdstuk 4


Bij onderzoek naar mogelijk nieuwe geneesmiddelen en behandelingen is het belangrijk dat dit zo min mogelijk risico’s met zich meebrengt voor de persoon die aan het onderzoek deelneemt. Daarom wordt dit onderzoek voorafgegaan door een zeer uitgebreid onderzoek in het laboratorium. Bovendien vindt het onderzoek naar mogelijk nieuwe behandelingen over het algemeen in 3 fasen plaats. • In de eerste fase wordt een mogelijk geneesmiddel getest bij een aantal gezonde personen om te bepalen welke hoeveelheid van de stof kan worden ingenomen zonder ernstige bijwerkingen. Als de resultaten van dit fase-I onderzoek veelbelovend zijn, wordt het onderzoek voortgezet. • In de tweede testfase wordt de behandeling getest bij een beperkt aantal patiënten. Deze relatief kleine test is bedoeld om een aanwijzing te krijgen of de behandeling een gunstig effect heeft op de ziekte. Daarnaast wordt direct getest of dit gunstige effect groter is dan eventuele nadelige effecten. Als ook dit fase-II onderzoek veelbelovend is, wordt het middel vervolgens getest bij een grote groep patiënten. • Het doel van het fase-III onderzoek op een grote groep patiënten is om de aanwijzingen voor een gunstig effect van het geneesmiddel in het fase-II onderzoek te bevestigen. Als ook dit fase-III onderzoek goede resultaten oplevert, kan registratie van het geneesmiddel worden aangevraagd. Vanwege de zorgvuldigheid die vereist is bij onderzoek naar een mogelijk nieuwe behandeling of geneesmiddel, neemt dit onderzoek vaak meer dan 10 jaar in beslag. Na registratie van een geneesmiddel kan eventueel nog een fase-IV onderzoek plaatsvinden. Met dit onderzoek wordt bepaald of het geneesmiddel ook werkt bij andere groepen patiënten (met bijvoorbeeld andere vormen of stadia van MS of zelfs met andere ziektes) dan waarvoor het in eerste instantie geregistreerd is. Vragenlijsten worden vaak gebruikt om van MS-patiënten te horen hoe het met hen gaat. Uit een kleine studie bleek dat de uitkomsten hiervan vaak niet betrouwbaar zijn en dat mensen uit de directe omgeving in veel gevallen vaak beter kunnen beoordelen wat de invloed van een ziekte op het dagelijks leven van de persoon met MS is. In het onderzoek beschreven in paragraaf 4.2 wordt uitgebreider gekeken of het betrekken van zogenaamde proxy-respondenten bij de beoordeling van de gezondheidstoestand leidt tot betrouwbare gegevens voor een arts. In het onderzoek in paragraaf 4.3 worden de effecten van een internet-zelfhulpcursus bij klachten van depressie en angst geëvalueerd.

4.2 PROXY METINGEN BIJ MULTIPLE SCLEROSE (06-594 MS) Doel van het onderzoek Het doel van deze studie is om inzicht te krijgen in overeenkomsten en verschillen tussen mensen met multiple sclerose (MS) en hun naasten (zogenaamde proxy-respondenten) bij het beoordelen van de gezondheidstoestand. Daarnaast wordt onderzocht welke factoren daarop van invloed zijn.

Drs. Rosa Boeschoten VU medisch centrum en GGZ inGeest, Amsterdam “Psychische klachten bij MS verdienen aandacht.”

38

Achtergrond van het onderzoek MS is een chronische ziekte van de hersenen en het ruggenmerg. Het verloop van MS is onvoorspelbaar en de invloed op het dagelijks leven kan sterk wisselen. Omdat er tot nu toe geen genezing voor MS is gevonden, is de behandeling vooral gericht op het verminderen van de invloed van de ziekte op het dagelijks leven. Het is daarom belangrijk dat die invloed op een goede en betrouwbare manier wordt gemeten. In de afgelopen jaren is er een toenemende erkenning voor vragenlijsten die door mensen met MS zelf worden ingevuld (zelfrapportage vragenlijsten). De betrouwbaarheid en juistheid van de uitkomsten kunnen worden beïnvloed wanneer er, als gevolg van MS, cognitieve beperkingen (zoals bv geheugen en concentratieproblemen) of stemmingsproblemen (zoals bv een depressie) optreden. Een alternatief kan zijn om mensen uit de omgeving van de persoon met MS te betrekken bij de beoordeling van de gezondheidstoestand (zogenaamde 39

Hoofdstuk 4


proxy-respondenten). Eerdere studies hebben aangetoond dat partners geschikte proxy-respondenten zouden kunnen zijn wanneer het gaat om het beoordelen van de invloed van de ziekte op het dagelijks leven. Wel zijn er in de vragenlijsten, met name over psychologische problemen, soms grote verschillen gevonden tussen de persoon met MS en zijn of haar partner. Geprobeerd wordt om deze verschillen te verklaren met behulp van informatie die is verzameld over de persoon met MS maar ook over de partner.

lijkt erop dat vooral een cognitieve gedragstherapie gericht op het oplossen van problemen en het stellen van doelen behulpzaam kan zijn. Echter, in veel gevallen worden depressieve klachten bij mensen met MS niet adequaat behandeld. Wellicht komt dit doordat mensen met MS-barrières ervaren in het krijgen van passende hulp door MS-gerelateerde problemen als vermoeidheid, fysieke problemen en transportmoeilijkheden. Internettherapie kan daarom een aantrekkelijk alternatief zijn voor face-to-face therapie omdat deelnemers zelf kunnen bepalen waar, wanneer en hoe lang ze er mee bezig zijn. Het is al bekend dat kortdurende internettherapie effectief is bij het verminderen van een depressieve stemming. Of dit ook geldt voor depressieve klachten bij MS is tot op heden niet onderzocht.

Bereikte resultaten In het verklaren van de verschillen komt duidelijk naar voren dat, zowel op lichamelijke schalen als psychologische schalen, de zorglast van de partner de grootste rol speelt. Bij een grotere zorglast van de partner wordt het verschil tussen de persoon met MS en zijn of haar partner groter. Daarnaast hebben ook het cognitief functioneren van mensen met MS en stemmingsproblemen bij degene met MS én ook stemmingsproblemen van partners invloed op de overeenstemming. In de toekomst willen we gaan kijken of er in de tijd ook veranderingen optreden in die overeenstemming en of er uitkomsten zijn die ontwikkelingen in de tijd kunnen voorspellen. Onderzoekers Judith Sonder MSc, promovendus Drs. Libertje Bosma, arts-onderzoeker Begeleiders Dr. Dirk Knol, statisticus Prof. dr. Chris Polman, Neuroloog Prof. dr. Bernard Uitdehaag, Neuroloog / Epidemioloog Instituut MS Centrum van het VU Medisch Centrum Amsterdam Looptijd van het onderzoek september 2009 - september 2013 Subsidie € 264.637,-

Bereikte resultaten Het onderzoek is in de zomer van 2011 gestart. Inmiddels nemen 86 mensen deel aan het onderzoek waarvan 40 de internettherapie hebben doorlopen. Momenteel zijn er nog geen resultaten beschikbaar. Onderzoeker Drs. Rosa Boeschoten, promovendus Overige projectgroepleden Dr. Patricia van Oppen, GZ-psycholoog, VUmc Prof. dr. Joost Dekker, paramedisch hoogleraar, VUmc Prof. dr. Bernard Uitdehaag, Neuroloog/Epidemioloog, VUmc Prof. dr. Chris Polman, Neuroloog, VUmc Dr. Emma Collette, Psycholoog, VUmc Prof. dr. Aartjan Beekman, Psychiater, VUmc Prof. dr. Pim Cuijpers, Psycholoog, Vumc Instituut VU medisch centrum & GGZ inGeest, Amsterdam Looptijd van het onderzoek april 2011 - april 2016 Subsidie € 206.054,-

4.3 DEPRESSIE IN MS: DE EFFECTEN VAN COGNITIEVE GEDRAGSTHERAPIE ZELFHULP VIA INTERNET (09 – 678 MS) Doel van het onderzoek Het VU medisch centrum (VUmc) voert in samenwerking met GGZ inGeest een onderzoek uit naar de effecten van internettherapie op depressieve klachten bij mensen met MS. De internettherapie ‘Minder Zorgen’ genaamd betreft een probleem oplossende therapie. De kortdurende web-based cognitieve gedragstherapie duurt 5 weken en is gericht op het aanpakken van problemen en zorgen. Achtergrond van het onderzoek Depressieve klachten komen vaak voor bij mensen met MS. Het risico op een depressie is groter dan voor mensen die geen MS hebben. De precieze reden hiervoor is nog onduidelijk. Depressieve klachten zouden een reactie kunnen zijn op het onzekere verloop van een chronische ziekte en het zich steeds weer moeten aanpassen aan veranderingen. Ook kunnen neurobiologische factoren die met MS te maken hebben, een rol spelen. Een depressie gaat helaas vaak niet vanzelf over, maar is wel te behandelen. Mensen met MS en een depressie reageren over het algemeen goed op een psychotherapeutische behandeling voor hun klachten. Het

40

41

Onderzoek naar omgevingsen erfelijke factoren

5.1 INLEIDING

Hoofdstuk 5

Onderzoek naar omgevingsen erfelijke factoren

Hoewel bekend is dat MS een auto-immuunziekte is, is helaas nog niet bekend waarom en op welke manier het afweersysteem ontregeld wordt. Wel is inmiddels bekend dat zowel factoren uit de omgeving als erfelijke factoren de kans op het krijgen van MS beïnvloeden. Dat deze factoren nog steeds niet bekend zijn, wordt veroorzaakt doordat waarschijnlijk een combinatie van heel veel factoren een rol speelt. Bovendien kunnen deze factoren voor verschillende personen anders zijn. Mogelijk kunnen omgevingsen erfelijke factoren ook het verloop van MS beïnvloeden. Bij mensen met MS is niet te voorspellen hoe de ziekte zal verlopen. MS komt bij elke patiënt anders tot uiting. Ook reageren mensen met MS anders op verschillende therapieën. In het onderzoek in paragraaf 5.2 wordt gezocht naar een persoonlijk profiel van het erfelijke materiaal, zodat het ziektebeloop al bij diagnose voorspeld kan worden en van tevoren bekend is of en welke therapie dan succesvol zal zijn en welke niet. Paragraaf 5.3 beschrijft het onderzoek naar genetische variaties tussen mensen, die mogelijk een effect hebben op afweercellen en die de kans op MS hierdoor kunnen verhogen. De precieze rol van deze genetische variaties wordt uitgebreid bestudeerd. Normaal gesproken worden de hersenen goed beschermd door de bloed-hersenbarrière, die ervoor zorgt dat de meeste stoffen en cellen uit het bloed de hersenen niet zomaar in kunnen. Bij mensen met MS werkt deze bloed-hersenbarrière minder goed. In het onderzoek in paragraaf 5.4 wordt gekeken of hele kleine stukjes genetisch materiaal (microRNAs) de werking van de bloed-hersenbarrière kunnen beïnvloeden. Afweercellen spelen een belangrijke rol bij het ontstaan van ontstekingen in MS. Door bepaalde delen van DNA af te schermen, of door afgeschermd DNA weer bereikbaar te maken, kunnen genen in deze afweercellen aan of juist uitgezet worden, waardoor de functie van deze cellen veranderd. In het onderzoek in paragraaf 5.5 wordt onderzocht of in de afweercellen van mensen met MS bepaalde genen tot expressie komen, waardoor andere delen van het DNA afgeschermd of juist beter bereikbaar zijn, in vergelijking met gezonde controlepersonen.

5.2 MULTIPLE SCLEROSE EN IMMUNOGENETISCHE RISICOFACTOREN ALS MARKERS VOOR ZIEKTEVERLOOP EN THERAPEUTISCHE MOGELIJKHEDEN (07-610 MS) Doel van het onderzoek Opsporing van genetische en biologische factoren die betrokken zijn bij het ontstaan en verloop van MS of respons op therapie.

Dr. Maarten Witte VU medisch centrum, Amsterdam “Onderzoek naar de oorzaken van schade aan zenuwcellen heeft nu prioriteit. Mijn onderzoek laat zien dat slecht functionerende mitochondrien, de energiecentrales van zenuwcellen, hierin een belangrijke rol spelen.”

42

Achtergrond van het onderzoek Het ziekteverloop van MS kent grote variatie. Het doel van dit onderzoek is om biologische markers te ontwikkelen die een voorspellende waarde hebben ten aanzien van ziekteverloop of hoe de respons op therapie zal zijn. Het onderzoek richt zich met name op de vraag in hoeverre microRNAs het ziekteproces beïnvloeden. MicroRNAs zijn kleine stukjes RNA die zelf niet voor een eiwit coderen maar een regulerende functie hebben op de translatie stap van andere RNAs tot eiwit. Een andere vraag die bestudeerd wordt is waarom slechts een deel van de mensen met relapsing remitting MS verbetering van de ziekte hebben na start van behandeling met interferon-ß (IFN-ß). Bereikte resultaten 1. In eerder onderzoek binnen dit project zijn er verschillen gevonden in het genetische materiaal, verzameld uit hersenweefsel, van overleden donoren met en zonder MS. Hierbij zijn meerdere microRNAs gevonden die verschillen in expressie, maar miR-219 viel meteen op. Deze microRNA is verlaagd in hersenweefsel 43

Hoofdstuk 5

van MS donoren. Op dit moment wordt bestudeerd in hoeverre het blokkeren of het toevoegen van deze microRNA in verschillende modellen invloed heeft op het ontstaan van MS. Daarnaast is er ook genetisch materiaal verzameld uit hersenvloeistof van donoren met en zonder MS. Er wordt nu onderzocht of microRNAs in hersenvloeistof gebruikt kunnen worden om beter onderscheid te kunnen maken tussen de verschillende vormen van MS, of om MS eerder te kunnen diagnosticeren. 2. In een model voor MS werd aangetoond dat het profiel van ontstekingseiwitten (cytokinen) bepalend is voor de respons op de behandeling met IFN-ß. Afhankelijk van dit profiel treedt in dit model na start van de behandeling verbetering of juist verslechtering. De bevindingen van dit onderzoek werden ook bepaald en bevestigd in mensen met MS vlak voor start van behandeling met IFN-ß. In deze studie zijn alle mensen met een hoge productie van cytokine IL-17F in serum non-responder op INF-ß therapie. Onderzoekers Dr. Ilona B. Bruinsma, postdoc Dr. Brigit A. de Jong, neuroloog Begeleiders Prof. dr. C.H. Polman, neuroloog Prof. dr. L. Steinman, neuroloog Instituut UMC St Radboud, Nijmegen VU medisch centrum, Amsterdam Stanford University, Stanford, Californie, U.S.A. Looptijd van het onderzoek juli 2008 – juli 2013 Subsidie € 430.000,-


len en of dit ook leidt tot een veranderd gedrag van de cellen, wat een mogelijke verklaring zou kunnen geven voor een deel van het ontstaan van de ziekte. Bereikte resultaten In het huidige onderzoek hebben we tot nu toe vastgesteld dat het hebben van één van de genetische variaties er waarschijnlijk toe leidt dat een bepaald eiwit (receptor) vaker voorkomt op cellen van het afweersysteem van MS-patiënten dan bij mensen zonder MS. Wij hebben een ander eiwit (ligand) toegevoegd bij de cellen. Dit ligand bindt aan de receptor en de receptor wordt daarmee geactiveerd. Vervolgens hebben wij gekeken of deze activatie van de receptor in MS-patiënten anders is dan bij mensen zonder MS en wij vonden dat MSpatiënten de receptor harder aanzetten. Dit is een belangrijke bevinding, aangezien dit ligand in ontwikkelende afwijkingen (laesies) in de hersenen van MS-patiënten gevonden is, terwijl gezonde mensen dit ligand niet aanmaken in de hersenen. Zodra de afweercellen dit ligand zien, gaan ze eiwitten produceren die veel schade kunnen aanrichten aan de hersenen en hierbij bijdragen aan de ontwikkeling van hersenafwijkingen zoals deze gezien worden in MS-patiënten. Momenteel zijn wij bezig te onderzoeken wat de verhouding is van verschillende vormen van deze receptor en zijn ligand, zowel in gezonde mensen als in MS-patiënten. In dit onderzoek hebben we gevonden dat de verhoudingen tussen de verschillende vormen in MS-patiënten verstoord is. Tevens onderzoeken we of deze variaties ertoe leiden dat MS-patiënten een ‘versterkte’ afweer hebben, wat ertoe zou kunnen leiden dat bij het aanzetten van de afweer er meer schade aan de hersenen zou kunnen ontstaan. Op dit moment hebben wij geen aanwijzingen gevonden dat de deze genetische variatie ertoe leidt dat MS-patiënten een versterkte afweer tegen bijvoorbeeld virussen hebben. Onderzoeker Drs. Karim L. Kreft, promovendus Begeleider Prof. dr. Rogier Q. Hintzen, neuroloog-immunoloog Instituut MS-centrum ErasMS, Erasmus MC, Universitair Medisch Centrum, Rotterdam Looptijd van het onderzoek augustus 2008 – augustus 2012

5.3 IMMUNOGENETICA VAN MS (07-630 MS) Doel van het onderzoek Vaststellen wat het effect op de cellen van het immuunsysteem is van de recent gevonden genetische variaties die een verhoogd risico geven op het ontwikkelen van MS en wat de mogelijke rol hiervan in het ontwikkelen van de ziekte is. Achtergrond van het onderzoek Recentelijk zijn er vooruitgangen geboekt in het genetische onderzoek naar MS. Dit betreft onderzoek naar genetische variaties. Een genetische variatie is een verandering op een specifieke plaats in het DNA die in meer dan 1% van de totale populatie voorkomt. Deze veranderingen in het DNA kunnen een verhoogd of een verlaagd risico op het ontwikkelen van een ziekte met zich meebrengen. In het genetische onderzoek in MSpatiënten zijn een aantal interessante genetische variaties naar voren gekomen die een licht verhoogd risico geven voor het ontwikkelen van MS. Een aantal van deze variaties bevinden zich in genen die betrokken zijn in cellen van het afweersysteem. Op dit moment is het onbekend, wat voor veranderingen deze genetische variaties zouden geven in het afweersysteem en wat hun rol in het ontstaan van MS is. In dit onderzoek zullen wij de meest interessante genetische variatie in relatie tot het afweersysteem op verschillende manieren onderzoeken om op deze manier vast te stellen wat het effect is van deze variaties op het niveau van de afweercel-

44

Subsidie € 457.048,-

5.4 MICRORNAS IN BLOEDVATEN IN DE HERSENEN, NIEUWE AANGRIJPINGSPUNTEN VOOR DE BEHANDELING VAN MS (09-689 MS) Doel van het onderzoek Identificeren van nieuwe aangrijppunten voor herstel van de beschermende functie van bloedvaten in de hersenen van MS-patiënten. Achtergrond van het onderzoek Alle organen in ons lichaam worden via een complex stelsel van bloedvaten voorzien van voedingsstoffen die essentieel zijn voor onze organen. Ook zorgen onze bloedvaten ervoor dat afvalstoffen uit de organen weer netjes afgevoerd worden. Bloedvaten in de hersenen hebben een unieke samenstelling en vormen een dam tegen stoffen en ontstekingscellen die circuleren in de bloedbaan en schadelijk zijn voor onze hersencellen. Aan de andere kant hebben de endotheelcellen die de binnenkant van deze bloedvaten bekleden, specifieke eigen-

45

Hoofdstuk 5

schappen die ervoor zorgen dat belangrijke voedingsstoffen de hersenen kunnen bereiken. Dit systeem wordt ook wel de bloed-hersenbarrière genoemd. Tijdens MS is deze belangrijke functie van bloedvaten in de hersenen verstoord. Als gevolg daarvan staan de hersenen bloot aan schadelijke stoffen en cellen van het afweersysteem die vervolgens bijdragen aan de vorming van de ontstekingshaarden. Om de beschermende functie van bloedvaten in de hersenen van MSpatiënten te kunnen herstellen, wordt onderzocht hoe endotheelcellen hun barrièrefunctie regelen. Bereikte resultaten Door middel van genetische analyses hebben we met behulp van een pilotsubsidie in kaart gebracht welke processen in endotheelcellen kunnen bijdragen aan de barrièrefunctie. Voor dit onderzoek is een celkweeksysteem opgezet dat gebruikt wordt om de barrière van gekweekte endotheelcellen uit de hersenen te meten. De resultaten laten zien dat recent ontdekte kleine genen, microRNAs, een belangrijke rol spelen in de barrière functie van endotheelcellen in de hersenen. Met behulp van ons celkweek en post-mortem weefsel van MS-patiënten zijn een aantal van die regelgenen die de barrièrefunctie laten toenemen, geselecteerd voor verder onderzoek. Het afgelopen jaar hebben we kunnen aantonen dat deze microRNAs ook betrokken zijn bij de migratie van ontstekingscellen de hersenen in, wat kan leiden tot nieuwe ontstekinghaarden. Toekomstig onderzoek in MS-modellen zal moeten uitwijzen of deze kleine genen gebruikt kunnen worden voor herstel van de bloed-hersenbarrière en het voorkomen van ontstekingshaarden.

kern aan te brengen. Epigenetische processen modificeren histonen en DNA wat cruciaal is voor het aan- en afschakelen van genen in een cel. Op deze wijze wordt mede de functie van cellen van het afweersysteem gecontroleerd. Monocyten zijn cellen van het afweersysteem die een belangrijke rol spelen bij het ontstaan van ontstekingsprocessen in het lichaam. Er is veel onderzoek gedaan naar de rol van deze cellen bij atherosclerose (‘aderverkalking’) en uit dit onderzoek is gebleken dat er meerdere soorten monocyten zijn die een verschillende rol spelen. Sommige soorten bevorderen ontsteking, terwijl anderen dit juist tegengaan. Recentelijk is beschreven dat bij MS mogelijk Chronische Cerebrospinale Veneuze Insufficiëntie (CCSVI) een rol speelt. CCSVI wordt gekenmerkt door een vernauwing van de vaatwanden in het hoofd/halsgebied. Hierdoor wordt de bloedstroom belemmerd en kan er een ontstekingsreactie ontstaan in de vaatwand. Monocyten reageren op deze ontstekingsprikkel waarna zij door de binnenste laag van de vaatwand heengaan om vervolgens in het centrale zenuwstelsel uit te kunnen rijpen. Op deze wijze kunnen zij bijdragen aan ontstekingsprocessen in het centrale zenuwstelsel. Naast de rol van de vaatwand in deze processen is onze hypothese dat ook de functie van de monocyte zelf veranderd is. In het bijzonder willen wij onderzoeken of er in monocyten van MS-patiënten een disregulatie is van expressie van genen waarvan het eiwitproduct betrokken is bij het modificeren van histonen en van DNA.

Instituut Afdeling Moleculaire Celbiologie en Immunologie, VU Medisch Centrum, Amsterdam

Bereikte resultaten Wij hebben voor deze analyses bloed verzameld van patiënten met diverse vormen van MS waarvan de grootste groep bestond uit patiënten met relapsing-remitting MS. Daarnaast is er ook bloed verzameld van gezonde controle individuen die wat betreft leeftijd en geslacht overeen kwamen met de patiënten groep. Uit dit bloed zijn de monocyten opgezuiverd en vervolgens is uit een gedeelte van deze monocyten direct RNA geïsoleerd. Met behulp van een kwantitatieve polymerase ketting reactie hebben wij de boodschapper RNA expressie karakteristieken vastgesteld van deze genen. De resultaten van dit onderzoek laten zien dat in het bijzonder bij vrouwen met MS er in monocyten een duidelijke verandering is opgetreden in de expressie van een aantal van de genen waarvan het eiwitproduct betrokken is bij het modificeren histonen. De disregulatie van deze genen heeft zeer waarschijnlijk een effect op de functie van monocyten in patiënten met MS. Verder onderzoek is nodig om vast te stellen wat de precieze gevolgen van deze disregulatie zijn in relatie tot het ontstaan en ontwikkeling van MS.

Looptijd van het onderzoek april 2011 – april 2013

Onderzoeker Ing. Marja van Eggermond, analist


Begeleiders Prof.dr. Peter J. van den Elsen, moleculair bioloog/epigeneticus Prof.dr. Sandra Amor, immunoloog Prof.dr. Paul van der Valk, neuropatholoog

Onderzoekers Dr. Arie Reijerkerk, postdoc Dr. Maarten Witte, postdoc Ing. Wouter Kamphuis, analist Ing. Joost Drexhage, analist Begeleiders Prof. dr. Elga de Vries, celbioloog

5.5 ONDERZOEK NAAR DE (DIS)FUNCTIE VAN MONOCYTEN BIJ MULTIPLE SCLEROSE (MS) (10-701 MS) Doel van het onderzoek Doel van het onderzoek is vast te stellen of er in monocyten van MS-patiënten een disregulatie van expressie is van genen waarvan het eiwitproduct betrokken is bij het aanbrengen van epigenetische veranderingen aan histonen en aan DNA. Achtergrond van het onderzoek Epigenetica betreft de studie van omkeerbare genexpressie patronen door niet-genetische maar wel overerfbare factoren. In deze studie wordt een relatie gelegd tussen omgevingsfactoren die een invloed hebben op erfelijke eigenschappen zonder wijzigingen in de volgorde van de basenparen van genen (DNA) in de cel-

46


Instituut VU medisch centrum, afdeling pathologie, unit neuropathologie Looptijd van het onderzoek juni 2011 – juni 2012 Subsidie € 49.473, -

47

Onderzoek van het afweersysteem in MS

6.1 INLEIDING

Hoofdstuk 6


Het afweersysteem is een verdedigingssysteem met als doel indringers of veranderde eigen cellen te bestrijden. Het afweersysteem bestaat uit een groot aantal verschillende cellen, waarvan de witte bloedcellen de belangrijkste cellen zijn. Er bestaan verschillende soorten witte bloedcellen die elk een eigen functie hebben. Voorbeelden van dergelijke functies zijn het aanvallen en onschadelijk maken van virussen en bacteriën. Witte bloedcellen zorgen er zo samen voor dat virussen en bacteriën opgeruimd worden. Bij MS is het afweersysteem ontregeld en valt het, naast de virussen en bacteriën, ook eigen cellen aan. Vooral één bepaald type witte bloedcellen, de lymfocyten, lijken bij MS ontregeld te zijn. In tegenstelling tot andere bloedcellen kunnen lymfocyten heel specifiek lichaamsvreemd (=antigeen, bijvoorbeeld virussen of bacteriën) onderscheiden van lichaamseigen materiaal. Lymfocyten herkennen het lichaamsvreemde materiaal niet zomaar. Dit moet eerst aangeboden worden door een andere cel. Het aanbieden, of presenteren van het lichaamsvreemde materiaal wordt ook wel antigeen presentatie genoemd. Een ander type witte bloedcel, de dendritische cel, ook wel antigeen presenterende cel genoemd, is heel goed in het aanbieden van lichaamsvreemd materiaal. De lymfocyten herkennen het lichaamsvreemde materiaal door middel van een receptor. Wanneer de receptor het lichaamsvreemde materiaal herkent, wordt de lymfocyt actief en zal proberen om het vreemde materiaal op te ruimen. Er bestaan ruwweg twee categorieën lymfocyten: T-cellen en B-cellen. De T-cellen en B-cellen hebben allebei een andere functie in het opruimen van lichaamsvreemd materiaal. Wanneer een B-cel actief wordt, gaat deze grote hoeveelheden stoffen maken die aan het lichaamsvreemde materiaal hechten en ervoor zorgen dat dit opgeruimd wordt. Deze antigeen-bindende stoffen van B-cellen zijn de zogenaamde antilichamen (ook wel antistoffen of immuunglobulinen genoemd). Een T-cel daarentegen gaat na activatie zelf in de aanval om het lichaamsvreemde materiaal onschadelijk te maken. Onder normale omstandigheden zal het afweersysteem niet reageren tegen bestanddelen van het eigen lichaam, omdat de cellen hebben geleerd dat dit niet vreemd is. Echter, bij MS wordt de isolatielaag (myeline) om de zenuwen in het centrale zenuwstelsel door B- en T-cellen als lichaamsvreemd herkend. T-cellen vallen het myeline aan, waardoor het afgebroken wordt. Ook de door B-cellen geproduceerde antilichamen kunnen in MS bijdragen aan de afbraak van myeline.

Ing. Gijs van Nierop Erasmus medisch centrum, Rotterdam “Onderzoek naar de oorzaak van MS is een multidisciplinaire topsport. Zo zorgt onze nauwe samenwerking tussen virologie, neurologie en immunologie, met elk zijn eigen kijk op MS, continue voor nieuwe inzichten en komen we gezamenlijk tot concrete antwoorden op moeilijke vragen. Wat goed dat de Stichting MS Research dit soort onderzoek steunt en stimuleert!”

48

De verschillende cellen van het afweersysteem kunnen elkaar beïnvloeden. Door de verschillende typen cellen en de verschillende manieren waarop zij elkaar beïnvloeden, vormt het afweersysteem een heel complex systeem. De cellen beïnvloeden elkaar vooral met behulp van speciale eiwitten, die cytokinen genoemd worden. Cytokinen zijn de boodschappermoleculen van de cellen van het afweersysteem. Zowel bij het verergeren als bij het onderdrukken van ziekte spelen de cytokinen een belangrijke rol. Bij het waarnemen van stoffen buiten de cel, zoals de cytokinen, spelen zogenaamde receptoren een belangrijke rol. Dit zijn speciale eiwitten op de buitenkant van de cel die specifiek een bepaalde stof kunnen herkennen en binden. Het effect van een cytokine op een bepaalde cel wordt daarom niet alleen bepaald door de aanwezigheid van het cytokine, maar ook door het al dan niet aanwezig zijn van de receptor op de cel. Cytokinen kunnen grofweg ingedeeld worden in twee groepen: de ontstekingsremmende en de ontstekingsbevorderende cytokinen. Omdat MS een ontstekingsziekte is, kunnen ontstekingsbevorderende cytokinen leiden tot verergering van de ziekte en is de vorming van ontstekingsremmende cytokinen in het algemeen gunstig. Een speciale klasse van cytokinen vormen de chemokinen. Chemokinen doen als het ware dienst als lokstoffen of richtingaanwijzer. Zij geven aan waar in het lichaam op dat moment afweercellen nodig zijn en lokken deze afweercellen hierheen. Afhankelijk van de balans tussen de geproduceerde cytokinen kunnen bepaalde T-cellen zich tot verschillende typen ontwikkelen. De zogenaamde Th1 en Th17 cellen werken hierbij ontstekingsbevorderend en het Th2 type doet zijn werk grotendeels zonder het bevorderen van ontstekingen. Bij het activeren van T-cellen en bij het bepalen van de richting waarin deze cellen zich ontwikkelen, spelen 49

Hoofdstuk 6

de antigeen-presenterende cellen een belangrijke rol. De manier en de omstandigheden (soort cytokinen) waarin de antigeen-presentatie plaatsvindt, bepaalt hierbij in welke richting de T-cellen zich ontwikkelen. Naast B- en T-cellen lijken ook macrofagen en microglia een belangrijke rol te spelen bij MS. Macrofagen (letterlijk: grote eters) zijn de cellen van het afweersysteem die tot taak hebben om dode of beschadigde cellen en lichaamsvreemde stoffen waaraan antilichamen gebonden zijn te verwijderen door deze ‘op te eten’. In het geval van MS brengen macrofagen schade toe aan myeline, de beschermlaag rond de zenuwen, door dit myeline op te eten. Daarnaast scheiden macrofagen schadelijke stoffen uit in ontstekingsgebieden. Wanneer zij dit doen in de hersenen leidt dit tot schade aan de zenuwen en de beschermende myelinelaag. Hoewel macrofagen een belangrijke rol hebben in het toebrengen van schade, zijn ze ook in staat om stoffen uit te scheiden die het herstel van weefsel juist bevorderen. Aangezien witte bloedcellen onder normale omstandigheden niet in het centrale zenuwstelsel door kunnen dringen, beschikt het centrale zenuwstelsel over een eigen afweersysteem. De belangrijkste cellen van het afweersysteem van de hersenen zijn de microglia (letterlijk: kleine glia). Zij zijn als het ware de macrofagen van de hersenen en spelen waarschijnlijk een belangrijke rol in de vorming van ontstekingen (laesies) en de afbraak en het opruimen van weefsel van het centrale zenuwstelsel. Naast microglia zijn in het centrale zenuwstelsel nog twee soorten glia (ondersteunende cellen) aanwezig, oligodendrocyten en astrocyten. Oligodendrocyten maken myeline, de isolatielaag rondom de zenuwen. Astrocyten (letterlijk: stervormige cellen) zijn de ondersteunende cellen die bij MS de door ontsteking ontstane ruimte opvullen en hierbij een litteken vormen. Bij MS ontstaan ontstekingen in de hersenen. Tijdens deze ontstekingen kunnen de zenuwen beschadigd raken. Dit heeft tot gevolg dat bepaalde lichaamsfuncties niet goed of zelfs helemaal niet meer werken. In het in paragraaf 6.2 beschreven project wordt vooral gekeken naar de rol van één van de stoffen waaruit zenuwen zijn opgebouwd, de neurofilamenten. Onderzocht wordt via welk mechanisme antilichamen schade aan de zenuwcellen en specifiek aan neurofilamenten kunnen veroorzaken. Een kenmerk van MS is het beschadigen van myeline, de beschermende laag rondom de zenuwen. Myeline wordt opgeruimd door cellen van het afweersysteem, de macrofagen. Deze cellen herkennen het myeline en ‘eten het vervolgens op’. In het onderzoek in paragraaf 6.3 wordt onderzocht hoe de cellen van het afweersysteem myeline herkennen. MS lijkt vaker voor te komen bij mensen die de ziekte van Pfeiffer hebben gehad. Het virus dat Pfeiffer veroorzaakt zorgt ook voor een ontsteking. Hierbij richten de cellen van het afweersysteem zich tegen het virus. Het is mogelijk dat het virus dat Pfeiffer veroorzaakt heel erg lijkt op stoffen die ook in de hersenen zitten. Hierdoor richten de Preiffer afweercellen zich ook tegen de eigen hersenen, waardoor ook daar ontstekingen ontstaan. In het project dat in paragraaf 6.4 is beschreven, wordt onderzocht of dit inderdaad het geval is. In het onderzoek in paragraaf 6.5 wordt onderzocht of macrofagen vanuit de hersenen en het ruggenmerg weer in de bloedbaan terecht kunnen komen. Bekeken wordt of deze cellen aanwezig zijn in het bloed en of deze macrofagen afbraakmateriaal van zenuwweefsel bevatten.

50


6.2 DE ROL VAN ANTILICHAMEN TEGEN NEUROFILAMENTEN IN HET ONTSTAAN VAN SCHADE AAN ZENUWUITLOPERS EN GRIJZE STOF IN MS (07-627 MS) Doel van het onderzoek Niet alleen myeline, de beschermlaag van zenuwuitlopers, kan doelwit zijn van de ontstekingsreacties die MS veroorzaken, maar ook de zenuwuitlopers zelf, en zelfs de zenuwcellen van waaruit ze ontspringen. Eerder hebben we gevonden dat een afweerreactie tegen een eiwit uit zenuwcellen in een model voor MS spastische afwijkingen veroorzaakt, die lijken op wat ook bij mensen met MS gezien wordt. Een reactie op dat eiwit, neurofilament light (NF-L), veroorzaakt aanzienlijke schade aan zenuwcellen en hun uitlopers. Voornamelijk lijkt de vorming van antilichamen hierbij van belang. Antilichamen zijn kleine eiwitten die onder andere functioneren als vlaggetjes en zo het “doelwit” voor cellen van het immuunsysteem beter zichtbaar maken. Antilichamen gericht tegen NF-L weten door te dringen tot in de zenuwuitlopers zelf. Het is goed denkbaar dat antilichamen op die manier directe schade veroorzaken, en de functie van zenuwcellen belemmeren, of zelfs tot hun dood leiden. In dit project wordt onderzocht of er bij mensen met MS tekenen terug te vinden zijn van zulke afweerreacties tegen NF-L. Tevens wordt gewerkt aan een beter inzicht in de manier waarop afweerreacties tegen NF-L schade, en daarmee spasticiteit, veroorzaakt of aan kan bijdragen. Achtergrond van het onderzoek Het is al lang bekend dat de kenmerkende ontstekingen bij MS schade veroorzaken aan myeline, de beschermlaag van zenuwuitlopers. Veel minder aandacht is geschonken aan het feit dat de zenuwuitlopers en zenuwcellen (neuronen) zelf eveneens beschadigd worden en regelmatig volledig vernietigd worden. Schade aan zenuwcellen en hun uitlopers is een belangrijke bron van de blijvende, onomkeerbare schade die MS veroorzaakt. Hoe zulke schade precies wordt veroorzaakt, is echter nog goeddeels onbekend. Onze onderzoeksgegevens wijzen erop dat afweerreacties tegen eiwitten uit zenuwuitlopers een belangrijke bijdrage aan de schade zou kunnen leveren. Een voorbeeld hiervan is neurofilament light (NF-L). Dit eiwit speelt een belangrijke rol bij het handhaven van de juiste vorm van de zenuwcel, en bij de vorming van zenuwuitlopers. Wanneer zulke neurofilamenten bij modellen voor MS worden gebruikt en een afweerreactie op gang brengen, ontstaan na enige tijd verschijnselen van spasticiteit en verlammingen, die lijken op hetgeen zich bij MS voordoet. De afweerreactie leidt tot directe schade aan zenuwcellen en hun uitlopers, voornamelijk ook in de grijze stof, waar ook tijdens MS zulke schade ontstaat. Onderdeel van deze afweerreactie zijn de eerder genoemde antilichamen en T-cellen. T-cellen komen voor in verschillende soorten. T-cellen die het label CD4 hebben worden over het algemeen als remmers van de afweerreactie gezien. De T-cellen die juist het immuunsysteem stimuleren hebben een CD8 label. In dit project wordt onderzoek gedaan naar de relatie tussen auto-immuniteit tegen neurofilamenten en ziektevorm (RR-MS, SP-MS or PP-MS) en of antilichamen en T-cellen gericht tegen deze eiwitten schadelijk zijn in mensen met MS en in modellen. Verder wordt onderzocht hoe auto-immuniteit tegen neurofilamenten kan bijdragen aan de schade in het neurofilament- MS-model. De hoop is dat verbeterd inzicht in de rol van deze afweerreacties nieuwe wegen opent om de vorming en voortgang van blijvende schade bij MS te onderdrukken.

Er zijn aanwijzingen dat worminfecties beschermend kunnen werken bij MS. In de studie in paragraaf 6.6 wordt onderzocht of en hoe wormen de ontstekingen in MS kunnen onderdrukken of zelfs voorkomen en welke componenten van de wormen hiervoor verantwoordelijk zijn.

De onderzoeksvragen • Wat is de relatie tussen auto-immuniteit tegen neurofilamenten en ziektevorm, activiteit en voortgang van MS? • Via welk(e) mechanisme(n) kan een afweerreactie tegen neurofilamenten bijdragen aan de schade aan zenuwcellen? • Zijn menselijke antilichamen tegen neurofilamenten -net als die in de muis- schadelijk voor zenuwcellen?

De medicijnen die op dit moment gegeven worden aan MS-patiënten om de klachten van MS te remmen, zijn niet alleen gericht op de afweercellen die de MS veroorzaken, maar hebben invloed op alle cellen van het afweersysteem. In het project beschreven in paragraaf 6.7 wordt gekeken of specifiek die T-cellen die de schade bij MS veroorzaken geremd kunnen worden.

Bereikte resultaten In 2011 hebben we een deel van het project afgerond waarin we gekeken hebben naar opname van neurofilamenten in de hersenen van mensen met MS door gespecialiseerde cellen. Deze resultaten hebben we gepubliceerd in het tijdschrift “Glia”: Huizinga and van der Star et al., Phagocytosis of neuronal debris by microglia 51

Hoofdstuk 6


is associated with neuronal damage in Multiple Sclerosis. Zoals hierboven besproken kan immuniteit tegen het eiwit NF-L, aanwezig in zenuwcellen, in meer detail worden onderzocht in een MS-model. Een van de vragen die wij wilden beantwoorden was of het immuunsysteem, waaronder T-cellen, geactiveerd kunnen worden door het hele NF-L eiwit of ook door kleinere delen (“epitopen”). Dit blijkt inderdaad het geval. Tevens hebben we gevonden dat sommige van deze epitopen het immuunsysteem kunnen activeren in modellen. Dit zijn relevante bevindingen, omdat het immuunsysteem van elk individu anders is en het dus kan betekenen dat het immuunsysteem in sommige individuen (sterker) reageert op het NF-L eiwit/epitopen. Andere bevindingen zijn het veroorzaken van milde symptomen door NF-L specifieke T cellen en verhoogd voorkomen van schadelijke factoren afkomstig van T cellen in de gebieden waar schade is ontstaan in het ruggenmerg van dit model. Ook zien we in hersenmateriaal van overleden personen met MS T cellen met schadelijke factoren in zich. Dit zijn echter niet alleen de CD8 T cellen maar ook de CD4 T cellen. Dit is opmerkelijk, want dat zou betekenen dat CD4 T cellen ook betrokken zouden kunnen zijn bij schade aan cellen, zoals zenuwcellen. Verder zijn we bezig met het onderzoeken naar het effect van antilichamen tegen NF-L op zenuwcellen en oligodendrocyten van ratten. Oligodendrocyten zijn de cellen in het centrale zenuwstelsel die de isolatielaag (myeline) maken rondom de uitlopers van zenuwcellen. Voor deze experimenten halen we de bovengenoemde cellen uit de hersenen van modellen en is het mogelijk door middel van optimale verzorging de cellen te sturen om de omgeving waaruit ze kwamen - hersenen van modellen - opnieuw te vormen. Zo kunnen we dus met cellen uit modellen een situatie nabootsen die nauw overeen komt met de mens. Uiteindelijk is het doel om ook cellen afkomstig uit hersenen van overleden personen te gebruiken om nog dichter bij het menselijke systeem te komen. Maar dit is nog in ontwikkeling.

Uit eerder onderzoek is bekend dat myeline van MS-patiënten wordt ‘gemarkeerd’ door bepaalde eiwitten (antilichamen en complementsysteem), welke worden herkend door receptoren van microglia. Het blokkeren van deze receptoren remt echter niet de totale myeline opname wat er op wijst dat andere receptoren ook een rol spelen. Dit onderzoek richt zich op het identificeren van deze nieuwe receptoren op microglia. We richten ons daarbij voornamelijk op ‘scavenger receptoren’ die betrokken zijn bij de opname van bepaalde lipiden en veranderde eiwitten. Lipiden en eiwitten in het myeline van MS-patiënten laat veranderingen zien en we vermoeden dat scavenger receptoren deze veranderingen kunnen herkennen. Daarnaast kijken we of het myeline van MS-patiënten beter opgenomen wordt dan myeline van controles, wat erop zou wijzen dat de veranderingen in het myeline inderdaad bijdragen tot een verbeterde opname door microglia. Bereikte resultaten Voorlopig onderzoek van hersenweefsel dat na het overlijden aan de Nederlandse Hersenbank is gedoneerd laat zien dat bepaalde scavenger receptoren verhoogd tot expressie komen binnen actieve MS-laesies wat er op wijst dat ze betrokken zijn bij demyelinisatie in MS. Daarnaast zien we verhoogde expressie van deze scavenger receptoren net buiten MS-laesies. Dit betekent mogelijk dat microglia zich hier voorbereiden om myeline op te gaan nemen. Laatstgenoemde receptoren zijn met name interessant omdat hier de vorming van nieuwe MS-laesies of de uitbreiding van bestaande MS-laesies voorkomen kan worden. Tevens hebben we een methode ontwikkeld om naar de opname van myeline door microglia in een kweekbakje te kijken. Door hierin specifiek deze receptoren te blokkeren, hopen we aan te kunnen tonen dat ze inderdaad direct betrokken zijn bij de opname van myeline.

Onderzoeker Drs. Baukje van der Star, promovendus Begeleider Prof. dr. Sandra Amor, immunoloog Instituut VU medisch centrum, Amsterdam Looptijd van het onderzoek september 2008 – september 2014 Subsidie € 322.025,-

6.3 MECHANISMEN VAN MYELINE OPNAME TIJDENS MS (08-659 MS) Doel van het onderzoek Onderzoeken hoe macrofagen myeline binden en opnemen in MS. Achtergrond van het onderzoek In MS wordt lichaamseigen myeline opgenomen door microglia, de macrofagen van het brein, die zich normaliter bezig houden met de opname van lichaamsvreemde stoffen. Een microglia gebruikt zogenoemde ‘receptoren’ op zijn celoppervlak om stoffen te binden en op te nemen. De vraag is welke receptoren er betrokken zijn bij de opname van myeline in MS.

52

Daarnaast hebben we gekeken naar het verschil in opname van myeline afkomstig van MS-patiënten en van mensen die geen MS hadden. Eerste resultaten laten zien dat myeline afkomstig van MS-patiënten beter wordt opgenomen door macrofagen en microglia. We onderzoeken nu wat dit verschil veroorzaakt. Mogelijk leiden veranderingen in het MS myeline tot een verhoogde expressie van scavenger receptoren op macrofagen die daardoor beter in staat zijn het myeline op te nemen.

53

Hoofdstuk 6

Onderzoeker Debbie Hendrickx, MSc, Promovendus Begeleider Dr. Inge Huitinga, Neuroimmunoloog Instituut Nederlands Herseninstituut Looptijd van het onderzoek januari 2010 – januari 2014 Subsidie €234.984,-


zenuwcel eiwit herkennende T-cellen in hersenweefsel van MS en controle patiënten gevonden, maar bij twee van de vijf geïncludeerde MS-patiënten werd wel een verhoogde CD8 T-cel reactie gevonden tegen EBV-geïnfecteerde cellen. Dit werd alleen gevonden bij T-cellen gekweekt uit MS laesies en niet bij T-cellen verkregen uit gezond hersenweefsel dan wel de TG van dezelfde patiënt. Nader gedetailleerde karakterisatie van het fenotype, functie en antigeen-specificiteit en lokalisatie van deze EBV-specifieke CD8 T-cellen in MS-laesies zal meer inzicht geven over hun rol in de pathogenese van MS. Onderzoeker Gijsbert P. van Nierop, promovendus Begeleiders Dr. Georges M.G.M. Verjans, viroloog/immunoloog Prof. dr. Rogier Q. Hintzen, neuroloog/immunoloog Instituut Erasmus MC, Rotterdam

6.4 BESTUDERING VAN CD8 T LYMFOCYTEN IN MS LAESIES: ANTIGEEN SPECIFICITEIT EN FUNCTIE (09-670 MS)

Looptijd van het onderzoek juni 2010 – augustus 2014

Doel van het onderzoek Recent onderzoek suggereert dat een bepaald type afweercel, de CD8 T-cel, betrokken is bij de het ontstaan en het voortduren van de ziekte MS. Epidemiologisch onderzoek heeft aangetoond dat een infectie met het Epstein-Barr herpesvirus (EBV), tevens de veroorzaker van de ziekte van Pfeiffer, altijd voorafgaat aan de ziekte MS. In het bloed van patiënten met de eerste klinische kenmerken van MS is een verhoogd aantal CD8 T-cellen gericht tegen EBV aangetoond. Onze studie richt zich op de bestudering van de rol van CD8 T-cellen in de ziekteontwikkeling van MS. Daartoe bestuderen wij in detail zowel de fenotypische en functionele kenmerken als wel de eiwitten (EBV of zenuwcel eiwitten) die deze CD8 T-cellen herkennen. Ten eerste, onderzoeken we deze schadelijke CD8 T-cel reactie vroeg in de ontwikkeling van MS in restmateriaal van het hersenvocht dat voor diagnostische doeleinde afgenomen is. Ten tweede, in het hersenweefsel van overleden MS-patiënten. Ter vergelijking worden dezelfde weefsels van niet-MS patiënten bestudeerd.


Achtergrond en bereikte resultaten van het onderzoek In samenwerking met andere binnen- en buitenlandse onderzoeksgroepen hebben wij, in tegenstelling tot een recente Italiaanse studie, geen aanwijzingen gevonden voor een EBV infectie in hersenmateriaal van MSpatiënten. Wij hebben geen DNA van de 8 bekende humane herpesvirussen kunnen aantonen in cellen geïsoleerd uit het hersenvocht van MS-patiënten. Tevens hebben wij aangetoond dat de verhoogde hoeveelheid EBV-specifieke antistoffen in het hersenvocht van MS-patiënten het gevolg is van lekkage van de “bloed-breinbarrière”. Ergo, tot op heden hebben wij geen aanwijzingen kunnen vinden voor een actieve of “slapende” herpesvirus infectie in hersenvocht en -weefsel van MS-patiënten. In samenwerking met het ErasMS Centrum (Rotterdam) zijn we in staat T-cellen te kweken uit het hersenvocht van MS, niet-MS patiënten en gezonde personen. Deze cellen gebruiken we om te bepalen of ze EBV of zenuwcel eiwitten herkennen. We hebben een methode ontwikkeld om de afzonderlijke met MS geassocieerde zenuwceleiwitten door leukocyten van de patiënt te laten maken. In hersenvocht hebben wij nog geen zenuwcel eiwit herkennende T-cellen kunnen aantonen. Maar wij hebben wel een verhoogde CD8 T-cel reactie tegen EBV-geïnfecteerde cellen aangetoond bij MS-patiënten, voornamelijk vroeg in de ontwikkeling van MS. Dit suggereert een initiërende rol van deze T-cellen bij de ziekte MS. Wij hebben, i.s.m. de Nederlandse Hersenbank (Amsterdam), een infrastructuur opgezet voor het verwerven en verwerken van “levensvatbaar” ontstoken en gezond hersenweefsel, trigeminale ganglia (TG; een zenuwknoop buiten het centraal zenuwstelsel) en bloed van overleden MS en niet-MS patiënten. Wederom, geen

54

6.5 CIRCULERENDE WEEFSELSPECIFIEKE MACROFAGEN VOOR MS DIAGNOSE EN ANALYSE VAN BEHANDELING (11-745 MS) Doel van het onderzoek Dit pilotproject onderzoekt het nieuwe concept dat in het bloed van mensen met MS macrofagen aanwezig zijn, recent afkomstig uit brein en ruggenmerg. De term ‘macrofaag’ betekent letterlijk ‘grote eter’. Deze cellen zouden afbraakmateriaal van zenuwweefsel bevatten, en kunnen zodoende een maat zijn voor ziekteactiviteit en voor effectiviteit van behandeling. Middels de techniek van de flow cytometrie (letterlijk: het meten van cellen in een vloeistofstroom) zouden deze cellen en hun inhoud zichtbaar gemaakt kunnen worden. Het aantal van deze cellen, en hun beladingsgraad met afbraakmateriaal zouden een maat vormen voor ontstekingsactiviteit in het zenuwstelsel, en gebruikt kunnen worden om effectiviteit van verschillende behandelingen te meten. Achtergrond van het onderzoek Macrofagen zijn cellen van het afweersysteem betrokken bij het opruimen van micro-organismen, bij het ontstaan van weefselschade, en bij het bevorderen van weefselherstel. Het zijn extreem flexibele cellen, die andere functies aannemen al naar gelang de signalen die ze uit de biologische omgeving integreren. In MS-laesies zijn veel macrofagen aanwezig, en we weten nog maar beperkt wat hun positieve en negatieve bijdragen zijn aan de laesie activiteit en voortschrijden van de ziekte. Het huidige project belicht een nieuwe invalshoek, namelijk dat macrofaag emigranten uit brein en ruggenmerg een betrouwbare afspiegeling vormen van de weefselschade. Bereikte resultaten In de afgelopen periode zijn de antistofpanels en kleuringsprotocollen nader geoptimaliseerd om verschillende typen macrofagen betrouwbaar en gevoelig te kunnen meten met flow cytometrie. Nieuwe markers en

55

Hoofdstuk 6


antistoffen zijn toegevoegd, en de gating strategieën zijn verbeterd. Deze panels worden getest op bloedcellen van mensen met MS. In parallel worden diverse andere patiëntengroepen geanalyseerd. Om afbraakproducten van zenuwweefsel aan te tonen worden verschillende antistoffen gekoppeld met diverse fluorescente labels en verschillende beladingsgraden. Daarmee wordt middels gekweekte cellen onderzocht wanneer en hoelang fragmenten van zenuwweefsel in macrofagen aantoonbaar zijn.

In dit project brengen wij met behulp van de Stichting MS Research in kaart hoe de wormcomponenten het menselijk afweersysteem zodanig beïnvloeden dat bescherming wordt verkregen voor MS, en welke componenten deze positieve eigenschappen bezitten.

Onderzoeker Annet Wierenga-Wolf, analist Begeleiders Prof. dr. Jon D. Laman, immunoloog Prof. dr. Jacques J.M. van Dongen, immunoloog Prof. dr. Rogier Q. Hintzen, neuroloog-immunoloog Instituut Erasmus universitair Medisch Centrum, en MS Centrum ErasMS Rotterdam Looptijd van het onderzoek oktober 2011 – februari 2013 Subsidie € 49.728,-

Bereikte resultaten Wij hebben ons in dit eerste jaar voornamelijk gericht op het bestuderen van een specifiek celtype, de macrofaag, dat veel schade veroorzaakt in MS-patiënten. Macrofagen zijn uiteindelijk verantwoordelijk voor het afbreken van het myeline in de hersenen zodat de signaaloverdracht tussen zenuwcellen wordt verstoord en spierfuncties uitvallen in de patiënten. Wij hebben gevonden dat de worm componenten deze macrofagen veranderden van ‘bad guys’ naar ‘good guys’ in verschillende kweeksystemen. Ook de voorlopercellen van deze macrofagen die in het bloed circuleren (monocyten) worden door de worm componenten dusdanig beïnvloed dat ze veel minder efficiënt transformeren naar de schadelijke macrofagen-vorm. Ten slotte hebben we een begin gemaakt met het identificeren en karakteriseren van de specifieke componenten van de wormen die de positieve effecten veroorzaken. Onderzoekers Dr. Gijs Kooij, postdoc Lisa Laan, analist Begeleiders Dr. Irma van Die, microbioloog Prof.dr. Christien Dijkstra, neuroimmunoloog Instituut VU Medisch Centrum/ MS centrum Amsterdam

6.6 WORMEN TEGEN ONTSTEKINGEN IN MS? (11-771 MS) Doel van het onderzoek Vaststellen hoe wormen de ontstekingen in MS kunnen onderdrukken of zelfs voorkomen. Het uiteindelijke doel van ons onderzoek is om op basis van het werkingsmechanisme van de wormen, of componenten daarvan, een effectieve en veilige therapie ontwikkeld kan worden voor MS. Achtergrond van het onderzoek Er is een opvallende correlatie wereldwijd tussen enerzijds de kans op het ontwikkelen van MS en anderzijds de hygiëne status in een land of gebied. MS komt namelijk vrijwel niet voor in gebieden waar de hygiëne slecht is en mensen veel meer blootgesteld worden aan bijvoorbeeld worminfecties, denk hierbij aan derde wereld landen. Dit in tegenstelling tot de moderne wereld waar we steeds meer “schoon” opgroeien maar waar de kans op het ontwikkelen van MS steeds meer toeneemt. In dit project willen we uitzoeken hoe worminfecties de ontstekingen in MS en de bijbehorende verschijnselen kunnen onderdrukken. Veel parasitaire wormen hebben de eigenschap dat ze ontstekingsreacties van de mens kunnen onderdrukken, waardoor de wormen blijven leven en dus niet opgeruimd worden door het immuunsysteem. Een gunstige bijkomstigheid is dat tegelijkertijd ook andere ontstekingsreacties worden geremd. Bij mensen met de ziekte van Crohn, een ontstekingsziekte van de darm, verminderden de klachten of bleven klachten zelfs weg na een wormbehandeling. Recent heeft men laten zien dat het toedienen van wormen aan (een kleine groep) MS-patiënten een gunstig effect heeft op het onderdrukken van de klinische verschijnselen. Recent hebben wij met behulp van een pilotsubsidie van de stichting MS Research vastgesteld dat oplosbare componenten van de worm Trichuris Suis ontstekingen kunnen onderdrukken in een model voor MS, en ook in menselijke afweercellen. Mogelijk kunnen we met deze componenten uiteindelijk een effectieve therapie ontwikkelen voor MS, en daarmee het toedienen van hele wormen vermijden.

56

Looptijd van het onderzoek september 2012 - mei 2015 Subsidie €249.682,-

6.7 ANTIGEEN-SPECIFIEKE REMMING VAN MS-INDUCERENDE T-CELLEN DOOR TARGETING VAN CORTICOSTEROID/ANTIGEN-BELADEN LIPOSOMEN NAAR DENDRITISCHE CELLEN IN DE CERVICALE LYMFEKLIER (10-725 MS) Doel van het onderzoek In deze pilot onderzoeken wij de mogelijkheid om heel gericht alleen de MS veroorzakende T-cellen uit te schakelen. Achtergrond van het onderzoek Multiple sclerose (MS) wordt veroorzaakt doordat het afweersysteem zich richt tegen het lichaamseigen myeline. T-cellen spelen een belangrijke rol in dit schadelijke proces. Normaliter worden T-cellen die lichaamseigen eiwitten herkennen, onderdrukt door een proces genaamd perifere tolerantie. In MS-patiënten is dit proces ontregeld, en zijn deze T-cellen actief en zorgen voor afbraak van myeline. Deze T cellen zijn herkenbaar aan de stoffen die ze uitscheiden voor hun effector functie, namelijk IL-17 en IFNγ. Ze worden dan ook wel aangeduid als Th17 en Th1 cellen.

57

Hoofdstuk 6

Therapie is er dus op gericht om de activiteit van de myeline-reactieve Th1- en Th17-cellen te remmen en zo tolerantie te herstellen. De huidige therapie behelst de injectie van hoge dosis corticosteroïden, welke immuunremmend werken en de klinische tekenen van MS reduceren. Maar deze therapie remt niet alleen de T-cellen gericht tegen myeline, maar ook alle andere cellen van ons afweersysteem. Dit hindert de reactie van het immuunsysteem tegen infecties, wat nadelige gevolgen voor de patiënt heeft. Dendritische cellen (DC) gebruiken receptoren zoals DC-SIGN om eiwitten op te nemen, en ze te presenteren aan T-cellen. DCs staan centraal in de afweerrespons. Zij zorgen ervoor dat de juiste immuunrespons wordt gestart: bij een bacterie of virus worden er effector T-cellen gevormd, maar wanneer een DC onschadelijke eiwitten opneemt (bv lichaamseigen eiwitten) dan worden er geen effector T-cellen maar juist regulatoire T-cellen gemaakt.


Looptijd van het onderzoek juli 2011 - april 2012 Subsidie € 50.000,-

In dit pilot-onderzoek analyseren wij de mogelijkheid om specifiek de T-cellen die gericht zijn tegen myeline tolerant te maken, terwijl de immuunresponsen tegen infecties intact blijven. Om dit te testen hebben wij een deeltje (liposoom) gemaakt wat het model-eiwit OVA bevat samen met een lage dosis van het tolerantie-inducerende prednisolon. Dit deeltje targeten wij specifiek naar DC-SIGN op de DCs door er DC-SIGN-bindende suikers aan te plakken. Onze hypothese is dat DCs door opname van deze “glyco-prednisolon-liposomen” zorgen dat de effector T-cellen geremd worden in hun schadelijke activiteit. Bereikte resultaten Onze data laten zien dat glyco-prednisolon-liposomen zelfs hun tolerogene effect behouden onder condities die normaliter zorgen dat DCs T-cellen instrueren om te differentiëren tot Th17 cellen. Deze DCs konden nog steeds “getoleriseerd” worden en vormden daardoor veel minder Th17 cellen dan DCs getarget met controle liposomen. Ook targeting van de glyco-prednisolon-liposomen naar DC-SIGN onder sterke Th1-vormende condities leidde tot het tolerizeren van DCs en remde de vorming van effector Th1 cellen af. Belangrijke bevinding was dat zelfs onder deze condities de glyco-prednisolon-liposomen zogeheten regulatoire T-cellen induceerden. Controle liposomen konden dit effect niet bewerkstelligen. Met behulp van een model hebben we aan kunnen tonen dat preventieve vaccinatie met glyco-prednisolon-liposomen leidde tot vorming van regulatoire T-cellen die de ontwikkeling van een Th1 immuunreactie konden temperen. Vaccinatie met controle liposomen zorgde niet voor deze sterke remming. Deze data suggereren dat preventieve vaccinatie vóor de eerste verschijnselen van MS mogelijk de sterkte van de ziekte zou kunnen afzwakken. Echter, voor behandeling van patiënten is het belangrijker om te weten of de glyco-prednisolon-liposomen ook effectief genoeg zijn als er al een immuunreactie gaande is. Pilotdata suggereren dat dat inderdaad het geval lijkt te zijn. Deze nieuwe data bieden duidelijk perspectief om verder te onderzoeken of deze liposomen ook effectief zijn in het muis-model voor MS. Hiervoor moeten we eerst de productie van glyco-liposomen die zowel prednisolon als myeline-eiwitten bevatten, optimaliseren. Onderzoeker Dr. Ingeborg Streng-Ouwehand, junior postdoc Begeleiders Dr. Wendy W.J. Unger, projectleider Prof. dr. Yvette van Kooyk Instituut VUmc, Amsterdam

58

59

Onderzoek naar schade bij ontsteking en littekenvorming

7.1 INLEIDING

Hoofdstuk 7


Het centrale zenuwstelsel is een uiterst belangrijk onderdeel van het lichaam. Daarom wordt het beschermd door een barrière die ervoor zorgt dat er geen binnendringers vanuit het bloed de hersenen binnenkomen, de zogenaamde bloed-hersenbarrière. De bloed-hersenbarrière bestaat uit twee onderdelen die samen het binnendringen van ongewenste cellen en stoffen tegengaan. Het eerste onderdeel wordt gevormd door cellen die de wand van het bloedvat vormen, endotheelcellen genaamd. In de bloedvaten van hersenen en ruggenmerg zijn deze endotheelcellen stevig met elkaar verbonden. De cellen zijn als het ware aan elkaar vastgeklonken door speciale verbindingen tussen de cellen (de zogenaamde ‘tight junctions’, letterlijk: stevige verbindingen). Dit voorkomt dat T-cellen en stoffen uit het bloed tussen de cellen van de bloedvatwand door kunnen. Het tweede onderdeel van de bloed-hersenbarrière wordt gevormd door twee lagen, bestaand uit eiwitten en andere stoffen, die een hecht netwerk vormen. Deze lagen worden de basaalmembranen genoemd. Zij liggen tussen de cellen van de bloedvatwand en de hersenen of het ruggenmerg in. Het ene deel van het basaalmembraan wordt gevormd door cellen van de bloedvatwand, het andere door een bepaald type hersencellen, de astrocyten. Speciale stoffen zijn nodig om het netwerk van de basaalmembranen op te knippen en ervoor te zorgen dat witte bloedcellen door deze membranen heen kunnen. Witte bloedcellen en de meeste eiwitten uit het bloed kunnen de bloed-hersenbarrière niet passeren. Hierdoor zal activering van het afweersysteem van het lichaam in normale gevallen niet leiden tot ontstekingen in de hersenen. Bij MS blijken er lekken op te treden in de bloed-hersenbarrière, waardoor de witte bloedcellen toch de hersenen binnen kunnen komen, daar ontstekingen kunnen veroorzaken en myeline beschadigen. In dit hoofdstuk wordt onderzoek beschreven naar het optreden van ‘lekkages’ in de bloed-hersenbarrière bij MS. Bij onderzoek naar veranderingen die optreden in de hersenbloedvaten bij MS werden al in een vroeg stadium van de ontwikkeling van een MS-ontsteking verschillende afwijkingen in de bloed-hersenbarrière gevonden. Daarnaast hebben onderzoekers een model van de bloed-hersenbarrière ontwikkeld, dat bestaat uit menselijke endotheelcellen en hersencellen. Dit model wordt gebruikt om de invloed van verschillende stoffen op de bloed-hersenbarrière te bestuderen met behulp van gekweekte cellen. Bepaalde cellen in de hersenen, de astrocyten, zijn belangrijk voor de stevigheid van de bloedvaten. Paragraaf 7.2 beschrijft onderzoek naar de manieren om de bloed-hersenbarrière te verstevigen. Hiervoor moeten de onderzoekers eerst meer weten over hoe de astrocyten de barrièrefunctie regelen. Er zijn verschillende stoffen die bijdragen aan de schade in de hersenen die ontstaat bij MS. Eén van deze stoffen zijn de reactieve zuurstofdeeltjes. Hoe en waardoor deze zuurstofdeeltjes in de hersenen gemaakt worden en of het maken van de zuurstofdeeltjes geremd kan worden, wordt beschreven in paragraaf 7.3.

Drs. Laura Peferoen VU medisch centrum, Amsterdam “Hoe ontstaat MS, dé hamvraag! Als we dit zouden weten zouden we gerichtere therapieën kunnen ontwikkelen, die voor genezing kunnen zorgen of beter nog, MS zouden kunnen voorkomen. Door de allereerste veranderingen in het brein te bestuderen - de zogenaamde pre-actieve laesies - hoop ik mijn steentje te kunnen bijdragen aan het vinden van het antwoord.”

60

Zenuwcellen hebben veel energie nodig om te kunnen functioneren. Om de hele zenuwcel van energie te voorzien is een goede verdeling van mitochondria, de energiefabriekjes van de cel, noodzakelijk. Bij mensen met MS zijn veranderingen gevonden in het genetische materiaal, waardoor de mitochondria mogelijk minder goed over de cel worden verdeeld. In het onderzoek in paragraaf 7.4 wordt bekeken of er een verband bestaat tussen de manier waarop mitochondria binnen zenuwcellen verdeeld kunnen worden en de progressie van MS. Hiervoor wordt heel specifiek gekeken naar de eiwitten die de mitochondria door de cel transporteren. Kenmerkend voor MS zijn de ontstekingen die in het centrale zenuwstelsel ontstaan. Hoe deze ontstekingen precies ontstaan is nog niet bekend. In het onderzoek in paragraaf 7.5 wordt gekeken naar de allereerste veranderingen in het centrale zenuwstelsel, de pre-actieve laesies, die uiteindelijk een ontsteking kunnen vormen.

61

Hoofdstuk 7

7.2 VERSTERKEN VAN DE DELTAWERKEN VAN DE HERSENEN (07-615 MS) Doel Identificeren van astrocyt invloeden die de bloed-hersenbarrière regelen. Achtergrond van het onderzoek Om hun werk goed te kunnen doen zijn onze hersenen afgeschermd van de rest van het lichaam door middel van een barrière, vergelijkbaar met de deltawerken die het land erachter beschermen. Deze barrière, de bloed-hersenbarrière (BHB), laat geen binnendringers vanuit het bloed de hersenen binnen. De BHB wordt gevormd door endotheelcellen die de binnenkant van de bloedvaten in de hersenen bekleden. Schadelijke stoffen vanuit het bloed worden actief uit de hersenen gepompt door specifieke pompsystemen op het hersenendotheel. De BHB wordt aan de hersenzijde omgeven door steuncellen, de zogenoemde astrocyten (stervormige cellen), die bijdragen aan het optimaal functioneren van de barrièrefunctie van het endotheel. Tijdens MS is de natuurlijke bescherming door de BHB verstoord. Er ontstaan beschadigingen aan de bloedvaten en schadelijke stoffen dringen de hersenen binnen. Het versterken van de functie van de BHB kan van groot belang zijn om verergering van MS te voorkomen. Hiervoor willen we de barrièrefunctie van het hersenendotheel versterken door gebruik te maken van factoren die door astrocyten uitgescheiden worden. Om deze factoren te identificeren moeten we eerst begrijpen hoe astrocyten de barrièrefunctie regelen en of dit daadwerkelijk verstoord is in MS. Bereikte resultaten Tot nu toe hebben we onderzoek verricht naar de pompfunctie van het hersenendotheel in MS welke verstoord lijkt te zijn in MS-laesies. Voorlopige resultaten laten ook een verandering zien van de contactpunten van astrocyten en het hersenendotheel. Om de factoren te identificeren vanuit astrocyten die de barrièrefunctie versterken gaan we gebruik maken van kweekmodellen voor de BHB waarin we een groot aantal uitleesparameters voor de functie van de BHB gedefinieerd hebben. Uit de initiële experimenten blijkt dat astrocyten oplosbare stoffen maken die de functie van de BHB bevorderen. Om erachter te komen welke stoffen de BHB kunnen versterken kijken we niet alleen naar de normale situatie, maar ook naar de BHB tijdens ontwikkeling van de hersenen. Uit de laatste gegevens van onze groep blijkt dat retinolzuur, afkomstig van vitamine A, dat door astrocyten wordt gemaakt tijdens de ontwikkeling van de hersenen, een belangrijke bijdrage levert aan het ontstaan van de barrièrefunctie. Onder normale omstandigheden wordt retinolzuur niet in hoge mate geproduceerd in het volwassen brein. Astrocyten in MS-laesies lijken echter in staat te zijn om retinolzuur opnieuw in hoge mate te produceren. Met endotheel cellen in kweek hebben we laten zien dat dit molecuul de BHB kan beschermen tegen schade door hersenontsteking. Het lijkt er dus op dat de astrocyten de BHB op deze manier proberen te beschermen tijdens MS. Ons huidige onderzoek richt zich op het in kaart brengen van dit mechanisme en hoe het wordt geactiveerd tijdens MS. De resultaten uit dit onderzoek dragen bij aan een beter begrip van de controle en totstandkoming van de BHB en kunnen leiden tot het vinden van stoffen die de barrière verstevigen en hoe we dit kunnen stimuleren, om zo het in de hersenen binnendringen van witte bloedcellen tegen te gaan en schade in de hersenen te voorkomen. Onderzoeker Drs. Mark Mizee, promovendus Begeleider Elga de Vries, celbioloog


Looptijd onderzoek november 2008 – november 2012 Subsidie € 223.620,-

7.3 ZUURSTOFRADICALEN IN MS PATHOLOGIE: VAN BRON TOT OPLOSSING (09-686 MS) Doel van het onderzoek Het doel van ons onderzoek is om: 1. Meer inzichten te verkrijgen in mechanismen die ten grondslag liggen aan de overmatige productie van zuurstofradicalen in MS-laesies. 2. De beschermende effecten van antioxidant systemen te bestuderen. Achtergrond van het onderzoek De laatste jaren hebben diverse onderzoeken laten zien dat zuurstofradicalen een belangrijke rol spelen in de ontwikkeling en progressie van MS. Er is echter nog weinig informatie over de mechanismen die ten grondslag liggen aan de productie van zuurstofradicalen. Tevens zijn er weinig studies die gekeken hebben naar de mogelijk beschermende effecten van antioxidanten in patiënten met MS. Uit vooronderzoek blijkt dat een bepaalde groep van enzymen, de NADPH oxidases, een belangrijke bron zijn van zuurstofradicalen. Om meer inzicht te verkrijgen in de rol van NADPH oxidases zullen we eerst gaan kijken welke soorten NADPH oxidases er voorkomen in hersenweefsel van MS-patiënten. Daarnaast is gebleken dat activatie van Nrf2, een belangrijk eiwit betrokken bij het onschadelijk maken van zuurstofradicalen, deze cellen bescherming biedt tegen de schadelijke zuurstofradicalen door gepaarde productie van antioxidant enzymen. In ons onderzoek zullen we vooral de beschermende effecten van Nrf2 activatie bestuderen in de context van oligodendrocyten, die uiterst gevoelig zijn voor blootstelling aan radicalen, en in een model van MS. Wij veronderstellen dat Nrf2 activatie en de daarmee gepaard gaande productie van antioxidant enzymen oligodendrocyten beschermen tegen schadelijke zuurstofradicalen. Bereikte resultaten We hebben aangetoond dat Nrf2 activatie leidt tot de productie van diverse antioxidant enzymen en oligodendrocyten beschermt tegen de schadelijke effecten van zuurstofradicalen. Daarnaast hebben we aangetoond dat een cellijn van oligodendrocyt- voorloper cellen gedifferentieerd kan worden tot volwassen myeline-producerende oligodendrocyten. Voorlopig onderzoek heeft aangetoond dat Protandim mogelijk de differentiatie van deze cellen kan bevorderen onder oxidatieve stress, maar verder onderzoek moet dit nog bevestigen. Daarnaast zijn we bezig om te onderzoeken of Nrf2-activatie via Protandim ook bescherming kan bieden in een model van MS. We hebben eerst onderzocht wat de meest effectieve route van Protandim administratie is in normale modellen en deze wijze willen we vervolgens gebruiken om Protandim toe te dienen aan modellen van het ziektemodel voor MS. Onderzoekers Jamie Lim, MSc, promovendus Joost Drexhage, BSc, analist Susanne van der Pol, BSc, analist

Instituut Afdeling Moleculaire Celbiologie en Immunologie, VU medisch Centrum, Amsterdam

62

63

Hoofdstuk 7

Begeleiders Prof. dr. Jack van Horssen, neurobioloog Prof. dr. Elga de Vries, celbioloog/immunoloog Instituut VU Medisch Centrum, Afdeling Moleculaire Celbiologie en Immunologie


Op deze manier hopen we een beter begrip te ontwikkelen van de manier waarop hersencellen reageren op de schade die ze oplopen in MS, met als einddoel deze schade zoveel mogelijk te beperken. Onderzoeker Drs. Robert van den Berg, promovendus

Looptijd van het onderzoek oktober 2010 – oktober 2014

Begeleiders Prof. dr. Casper C. Hoogenraad, neurobioloog Prof. dr. Rogier Q. Hintzen, neuroloog-immunoloog


Instituut Universiteit Utrecht

7.4 DE ROL VAN KINESINES IN DE NEURODEGENERATIEVE PATHOLOGIE VAN MULTIPLE SCLEROSIS (09-691 MS) Achtergrond Elke gebeurtenis binnen een cel kost energie. Het verzenden van signalen langs een zenuwuitloper, het repareren van opgelopen schade, elke cel is voortdurend bezig met het produceren en consumeren van energie, meestal in de vorm van het molecuul ATP. De hoofdbron van ATP vormen de mitochondriën, die wel aangeduid worden als de energiecentrales van de cel.De meeste cellen zijn klein en rond, waardoor de mitochondriën gemakkelijk verdeeld kunnen worden over de cel. De hersencellen vormen hier echter een belangrijke uitzondering op. Een hersencel die zijn cellichaam in het ruggenmerg heeft, maar een uitloper stuurt naar de grote teen, kan een lengte van meer dan een meter bereiken, terwijl de uitloper een doorsnede heeft van slechts een paar duizendste van een millimeter. Om deze uitlopers toch van energie te voorzien en afvalstoffen af te kunnen voeren, is de hersencel volledig afhankelijk van een gespecialiseerd transportsysteem. Dit transportsysteem maakt gebruik van lange eiwitbuizen, de microtubuli, waarover motoreiwitten zich kunnen voortbewegen als vrachtwagens over een rijksweg. Echter, de verhoudingen tussen lengte en diameter van deze ‘snelweg’ zijn ongeveer hetzelfde als voor een tweebaansweg van Amsterdam naar Vladivostok in Siberië. Dit is de logistieke uitdaging die elke hersencel voortdurend moet overwinnen. Deze uitdaging wordt nog vele malen groter op het moment dat een hersencel beschadigd wordt, zoals dat bij MS gebeurt. Om de schade te repareren zijn er op de plaats waar de schade optreedt meer mitochondriën en bouwstoffen nodig. Het transportsysteem reageert op deze verhoogde vraag en zorgt ervoor dat er meer transport naar dit deel van de cel plaats vindt.

Looptijd van het onderzoek januari 2011 – januari 2015 Subsidie € 249.655,-

7.5 PRE-ACTIEVE MS-LAESIES: DE SLEUTEL TOT HERSTEL VAN ONTSTEKINGEN? (10-726 MS) Doel van het onderzoek Pre-actieve laesies worden gezien als de allereerste veranderingen in het brein van een MS-patiënt. Dit onderzoek is erop gericht meer inzicht te krijgen in het ontstaan en verloop van deze pre-actieve laesies en de rol van de oligodendrocyt hierin. Achtergrond van het onderzoek Multiple sclerose wordt gekenmerkt door ontstekingshaarden in het centrale zenuwstelsel, de zogeheten laesies, waarbij er schade ontstaat aan het myeline (demyelinisatie). Door het onderzoeken van de hersenen van overleden MS-patiënten zijn er ideeën ontstaan over de ontwikkeling van deze laesies. Eerst is er sprake van een actieve laesie, waarbij een heftige ontstekingsreactie met veel actieve microglia te zien is. De ontsteking dooft dan langzaam vanuit het centrum uit, waardoor er een typerend beeld ontstaat: een rand van actieve microglia met een gedemyeliniseerde kern, dit wordt een chronisch actieve laesie genoemd. Uiteindelijk verdwijnt ook deze rand en blijft er een inactieve laesie over.

Onderzoek In patiënten met MS zijn verschillende genetische veranderingen waargenomen in genen van eiwitten die betrokken zijn bij transport, vooral in de groep van de kinesines. Ons onderzoek richt zich op de exacte rol van deze eiwitten in de progressie van MS. Is het inderdaad zo eenvoudig dat minder transport van mitochondriën leidt tot een versnelde progressie van MS? En als dat het geval is, zou dan het omgekeerde ook waar zijn, namelijk dat een verhoogd transport van mitochondriën en andere bouwstoffen de progressie van MS kan vertragen? Om dit te onderzoeken maken we gebruik van verschillende modellen. We kijken naar hersencellen in kweek, waarin we motoreiwitten kunnen uitschakelen of juist vermeerderen. Daarnaast hebben we een model ontwikkeld die één van deze kinesines mist, waarbij we onderzoeken of dit model gevoeliger is voor het ontwikkelen van MS en hoe de ziekte voortschrijdt. In het afgelopen jaar hebben we dit model uitgebreid onderzocht en gevonden dat dit gen in het model geen invloed lijkt te hebben op het verloop van MS. In het komende jaar gaan we hier in meer detail naar kijken en onderzoeken of het transport van mitochondriën wel normaal verloopt.

64

65

Hoofdstuk 7


Onderzoeker Laura Peferoen, Msc, promovendus Begeleiders Prof. dr. Sandra Amor, immunoloog Prof. dr. Paul van der Valk, neuropatholoog Prof. dr. Markus Kipp, neuroanatoom Instituut VU Medisch Centrum, afdeling neuropathologie Looptijd van het onderzoek november 2011 – november 2015 Subsidie € 243. 693,-

Maar, wat veroorzaakt deze ontstekingsreactie in de eerste plaats? Al voordat er enige vorm van schade aan het myeline te zien is, worden er clusters van geactiveerde microglia opgemerkt. Aangenomen wordt dat deze clusters het allereerste stadium zijn van laesieformatie, vandaar de naam pre-actieve laesies. Echter, het merendeel zal vanzelf verdwijnen zonder zich te ontwikkelen tot een volledige demyeliniserende laesie. Dit gegeven suggereert dat pre-actieve laesies antwoorden kunnen bieden op de vraag: waarom worden microglia geactiveerd en welke factoren leiden tot herstel? Recente data uit ons lab duiden op een centrale rol voor gestreste oligodendrocyten, de cel die myeline aanmaakt in het centrale zenuwstelsel. In pre-actieve laesies produceren oligodendrocyten αB-crystalline, een eiwit dat geproduceerd wordt wanneer een cel last heeft van stress. Wanneer microglia in een experimentele setting in aanraking komen met dit stress-eiwit worden deze geactiveerd. Het lijkt erop dat oligodendrocyten bij stress verschillende eiwitten produceren. Deze stress-eiwitten kunnen microglia aantrekken, waardoor pre-actieve laesies worden gevormd. Het doel van dit onderzoek is om inzicht te krijgen enerzijds in de interactie tussen gestreste oligodendrocyten en microglia, en anderzijds in wat ervoor zorgt dat de oligodendrocyten gestrest raken. Bereikte resultaten Het is bekend dat MS-patiënten antilichamen in de hersenvloeistof hebben, de zogenaamde oligoclonale banden. Het lijkt erop dat een aantal van deze antilichamen de oligodendrocyt kunnen herkennen. De binding van het antilichaam met de cel zou de stress kunnen induceren. De volgende stap zal zijn om te zien of deze antilichamen in een experimentele setting kunnen leiden tot een stressrespons bij oligodendrocyten en of deze dan microglia kunnen aantrekken. Microglia leiden niet altijd tot schade, maar kunnen ook een beschermende functie uitoefenen. De stimulatie van microglia met alpha-B-crystalline toont een activatie van een meer beschermend type. Welk type dominant aanwezig is in pre-actieve laesies is nog onduidelijk en zal verder worden bestudeerd.

66

67

Onderzoek naar myelinevormende cellen en stoffen die deze cellen beïnvloeden

8.1 INLEIDING

Hoofdstuk 8


Het centrale zenuwstelsel is opgebouwd uit zenuwcellen en begeleidende cellen. De uitlopers van zenuwcellen worden beschermd door myeline. Myeline wordt gemaakt door een bepaald type hersencel: de oligodendrocyt. De oligodendrocyt met daarin myeline wikkelt zich om de zenuw en vormt zo de beschermende myelinelaag. Bij MS wordt myeline afgebroken door het ontregelde afweersysteem. Oligodendrocyten kunnen gedood worden tijdens de aanval op myeline. Op MRI-scans is te zien dat er in aangedane gebieden soms gedeeltelijk myeline terug gevormd wordt na een ontsteking. Er wordt veel onderzoek gedaan naar de reden dat myeline niet of slechts gedeeltelijk wordt terug gevormd in de aangedane gebieden. Om deze reden wordt ook veel onderzoek verricht naar de manier waarop de oligodendrocyt myeline vormt en naar stoffen die de cel kunnen stimuleren tot myelinevorming (myelinisatie). Wanneer schade ontstaat aan myeline, zal het lichaam proberen om deze schade weer te herstellen door nieuw myeline aan te maken. Microglia, de belangrijkste cellen van het afweersysteem in de hersenen, hebben mogelijk een positieve invloed op dit herstelproces. In de studie die beschreven is in paragraaf 8.2 worden de mogelijke herstellende eigenschappen van microglia op de vorming van myeline onderzocht. Om te begrijpen waarom oligodendrocyten niet altijd myeline aanmaken in MS-laesies, is het belangrijk om te weten hoe myeline in gezonde cellen wordt gemaakt. In het onderzoek beschreven in paragraaf 8.3 wordt speciaal gelet op één van de bestanddelen van myeline, de stof MBP. Onderzocht wordt hoe MBP van binnen in de cel naar het oppervlak van de cel wordt getransporteerd en welke signalen hiervoor nodig zijn. Bij MS ontstaat er in de hersenen schade aan de myeline in zowel de witte als de grijze stof. Gebleken is dat het myeline in de grijze stof veel sneller en efficiënter herstelt dan in de witte stof. In de studie in paragraaf 8.4 wordt onderzocht waardoor dit verschil veroorzaakt wordt. Een mogelijkheid om myelinevorming en daarmee herstel van myeline te bevorderen, zou het in de hersenen brengen van extra oligodendrocyten kunnen zijn. Cellen voor implantaties worden in de regel verkregen uit zogenaamde stamcellen. Dit zijn cellen die kunnen uitgroeien tot heel veel of zelfs tot alle mogelijke verschillende type cellen. Voordat uit oligodendrocyten die uit stamcellen gegroeid zijn voor patiënten kunnen worden gebruikt, zal hun veiligheid (kans op zwerven door het lichaam of de kans op tumorvorming), functionaliteit en stabiliteit na implantatie onderzocht moeten worden. Met functionaliteit wordt bedoeld of de cellen inderdaad doen wat ze moeten doen (myeline vormen op plaatsen waar myelineafbraak heeft plaatsgevonden) en met stabiliteit of de cellen voor langere tijd in leven en gezond blijven. Dit wordt onderzocht in het onderzoek dat beschreven is in paragraaf 8.5.

Drs. Ilia Vainchtein Universitair Medisch Centrum Groningen “Multiple sclerose is een zeer complexe aandoening, maar onderzoek aan de belangrijkste immuuncellen van onze hersenen, de microglia, geeft mij heel veel hoop dat er oplossing mogelijk is.”

68

Eén van de redenen dat de laag myeline rond de zenuwen niet goed kan herstellen, is de vorming van littekenweefsel in de hersenen. Verschillende stoffen spelen een rol bij de vorming van littekens en bij de ontwikkeling van oligodendrocyten die myeline kunnen maken. Eén van deze stoffen is het enzym weefseltransglutaminase. Wat de rol van dit enzym is in het vormen van littekens en het aanmaken van nieuw myeline wordt onderzocht in het project beschreven in pagina 8.6.

8.2 KARAKTERISERING VAN EEN MICROGLIA FENOTYPE DAT REMYELINISATIE ONDERSTEUNT (10-723 MS) Doel van het onderzoek Het identificeren van microglia die remyelinisatie ondersteunen. Achtergrond van het onderzoek Multiple sclerose wordt gekenmerkt door verlies van myeline en de dood van myeline-producerende cellen, 69

Hoofdstuk 8

de oligodendrocyten. Tijdens het beginstadium van de ziekte probeert het centrale zenuwstelsel de schade te repareren om de functie van het zenuwstelsel te herstellen. Echter, de capaciteit is niet toereikend om progressie van MS te voorkomen. Tijdens demyelinisatie raken oligodendrocyten beschadigd met een ontstekingsreactie als gevolg. Er zijn aanwijzingen dat een dergelijke ontstekingsreactie belangrijk is voor het herstelproces, en lokale microglia cellen spelen hierin een belangrijke rol. Microglia zijn de belangrijkste cellen van het immuunsysteem in het centrale zenuwstelsel. Deze microglia raken geactiveerd op plaatsen waar demyelinisatie optreedt en recente bevindingen hebben aangetoond dat microglia activatie het remyelinisatie proces ondersteunt. Het doel van het in dit project uitgevoerde onderzoek is om de eigenschappen van deze microglia, die ondersteunend werken voor remyelinisatie, goed in kaart te brengen. Dit stelt ons mogelijk in staat in te grijpen in het microglia activatie proces en zo remyelinisatie processen beter te ondersteunen. Bereikte resultaten In ons project hebben wij MS opgewekt in modellen voor MS en gebruikt voor de studie naar microglia. Deze modellen ontwikkelen MS verschijnselen en de karakteristieke laesies. Uit het ruggenmerg van deze modellen hebben wij op verschillende stadia van het ziekteproces microglia geïsoleerd om te onderzoeken of microglia het remyelinisatie proces daadwerkelijk ondersteunen. Aangezien demyeliniserende laesies leiden tot een ontstekingsreactie, is er infiltratie van immuun cellen uit het bloed naar het ruggenmerg. Deze infiltrerende cellen (macrofagen) lijken erg op microglia, maar omdat macrofagen een schadelijke invloed op remyelinisatie hebben is het essentieel macrofagen en microglia van elkaar te kunnen onderscheiden. Inmiddels hebben wij een goedlopende methode ontwikkeld om deze twee celtypen van elkaar te kunnen onderscheiden in modellen voor MS. Onze resultaten duiden erop dat microglia van macrofagen verschillen in hun capaciteit om met andere immuuncellen te communiceren. Het lijkt erop dat microglia niet actief meedoen met de myeline afbraak en ook andere cellen niet stimuleren om myeline af te breken. Dit is zeer hoopgevend en momenteel zijn wij bezig te onderzoeken welke rol microglia verder spelen gedurende MS, met als aandachtspunt de mogelijke remyeliniserende capaciteit. Onderzoeker Drs. Ilia D. Vainchtein, promovendus Begeleiders Dr. Bart J.L. Eggen, moleculair neurobioloog Prof. dr. Erik W.G.M. Boddeke, neurofysioloog Instituut Universitair Medisch Centrum Groningen Looptijd van het onderzoek september 2011 – september 2015 Subsidie € 257.000,-

8.3 ONDERZOEK NAAR HET TRANSPORT VAN ÉÉN VAN DE BELANGRIJKSTE MYELINE EIWITTEN, MBP, NAAR HET MYELINEMEMBRAAN (07-621 MS) Doel van het onderzoek Karakterisering van de wijze waarop het myeline-eiwit MBP als mRNA wordt getransporteerd naar de myelineschede en bepalen welke signalen, dwz van binnen of van buiten de cel, voor nodig zijn.

70


Achtergrond van het onderzoek Myeline is een isolerende laag rondom de zenuwen wat zorgt voor een snelle geleiding van signalen die nodig zijn voor het in stand houden of op gang brengen van processen in en activiteiten van het menselijk lichaam. Bij multiple sclerose (MS) ontstaan kleine gebiedjes (laesies) in de hersenen en het ruggenmerg waar myeline is afgebroken, waardoor de zenuwvezels bloot komen te liggen en zo gemakkelijk beschadigd kunnen raken. De myelineschede bestaat uit een aantal unieke eiwitten en vetachtige stoffen (lipiden) en wordt gemaakt door speciale cellen: de oligodendrocyten. Deze cellen vormen een groot aantal relatief lange uitstulpingen, uitlopers genoemd, waar nieuwe myeline eiwitten naar toe moeten worden gebracht via een transportproces om zo de myelineschede te vormen. Het transport van myeline componenten vindt plaats in de oligodendrocyt langs een aantal verschillende routes en elk van die processen worden (mee) aangestuurd door de zenuwvezels zelf. Myelin basic protein (MBP) is een eiwit dat een groot gedeelte uitmaakt van het myeline en bovendien essentieel is voor de vorming ervan. Dit eiwit ontstaat door aflezing van het DNA in de kern van de oligodendrocyt dat vervolgens leidt tot de vorming van messenger RNA (mRNA), een stof die direct verantwoordelijk is voor de aanmaak van het eiwit. In geval van MBP wordt deze messenger echter niet onmiddellijk in eiwit omgezet, zoals dat voor vrijwel alle eiwitten wel gebeurt. Dus in dit geval wordt het MBP mRNA, na het vrijkomen uit de kern, eerst als zodanig getransporteerd via de eerder genoemde uitlopers naar de plek waar het nodig is, dwz de feitelijke myeline schede. Daar wordt dan ter plekke het eiwit aangemaakt. Om te begrijpen waarom oligodendrocyten niet altijd myeline aanmaken in MS-laesies is het belangrijk te weten hoe in normale situaties de myelinemembranen worden gevormd. Immers, door te weten op welke wijze het MBP mRNA wordt getransporteerd en afgeleverd, kan er ook gezocht worden naar manieren om deze processen te verbeteren in de MS-laesies. Het is ook van groot belang om inzicht te krijgen hoe dit transport van buiten de cel gestimuleerd zou kunnen worden en welke rol zenuwen in dat proces (kunnen) spelen. Bereikte resultaten Uit eerder werk is duidelijk geworden dat MBP mRNA getransporteerd wordt als onderdeel van ‘blaasjes’, ook wel granules genoemd, die naast het mRNA ook andere moleculen bevatten. Wij hebben kunnen aantonen dat op de plaats van bestemming syntaxin 4, een bekend ankereiwit in transportprocessen, een essentiële rol vervult in het afleveren van het MBP mRNA. Zo hebben we vastgesteld dat wanneer we de aanmaak van syntaxin 4 in voorlopercellen van oligodendrocyten blokkeren, er ook geen MBP eiwit meer wordt geleverd. Wanneer we een ‘helper’ eiwit bij dit proces, VAMP3, blokkeren, maar syntaxin 4 intact blijft, zien we dat er minder MBP eiwit in het myelinemembraan terecht komt. Het syntaxin 4/VAMP3 transportsysteem is dus heel specifiek uitgerust om er voor te zorgen dat het MBP op de juiste plek wordt aangemaakt en ingebouwd wordt in het myelinemembraan. Het interessante is nu dat door gebruik te maken van een speciale techniek waarmee we MBP mRNA in de oligodendrocyt zichtbaar kunnen maken, we hebben ontdekt dat door het blokkeren van de syntaxin 4, maar niet VAMP3, er ook geen aanmaak meer is van het MBP mRNA in de oligodendrocyt. Hieruit trekken we voorlopig de belangrijke conclusie dat syntaxin 4 niet betrokken is bij de aflevering van het mRNA in de myelinemembranen, maar dat de afwezigheid ervan leidt tot het stoppen van de aanmaak van MBP mRNA. Met andere woorden, syntaxin 4 lijkt direct of indirect betrokken te zijn bij het ‘afgeven’ van signalen die bepalen of MBP mRNA al dan niet wordt aangemaakt. Een verklaring zou kunnen zijn dat bij afwezigheid van syntaxin 4 het transport van andere belangrijke componenten naar het celmembraan, bijvoorbeeld om signalen van buiten de cel door te kunnen geven naar binnen in de cel, verstoord wordt. Van bepaalde eiwitten (integrines) en lipiden (sulfatiden) op het membraanoppervlak, hebben we gezien dat ze belangrijk zijn bij het doorgeven van signalen van de zenuwvezels voor het op gang brengen van MBP productie in de oligodendrocyt. Dus een verstoring in dergelijke transportprocessen zou mogelijk gevolgen kunnen hebben voor MBP mRNA aanmaak en transport. Het doorgeven van signalen van buitenaf heeft extra betekenis in situaties waar niet alles goed gaat, zoals bij MS. In een MS-laesie verandert de omgeving van een oligodendrocyt doordat omringende cellen en immuuncellen ontstekingsstoffen uitscheiden, zogenaamde cytokines. Wij hebben inmiddels ook vast kunnen stellen dat een aantal van deze cytokines, IFNγ en TNFα, ook invloed hebben op het transport van MBP in de oligodendrocyt. Deze signalen van buiten de cel zorgen ervoor dat het MBP niet volledig in het myelinemem-

71

Hoofdstuk 8


braan terecht komt, omdat het transport onderweg belemmerd wordt. In vervolgonderzoek willen we nu precies onderzoeken wat dit betekent voor de afbraak en heraanmaak van myeline, omdat we daarmee hopen gereedschap in handen te krijgen om de aanmaak van myeline actief te beïnvloeden.

Instituut Universitair Medisch Centrum Groningen

verhoogd aanwezig is in het brein tijdens demyelinisatie, maar weer wordt afgebroken als er remyelinisatie plaatsvindt. In de door MS aangetaste gebieden in de witte stof zien we echter een samenklontering van fibronectine, waardoor het moeilijker wordt afgebroken: het eiwit gaat zich in de aangetaste gebieden ophopen. Tezamen met andere bevindingen hebben we kunnen vaststellen dat deze zogenaamde ‘fibronectine aggregaten’ het herstel van de vorming van nieuw myeline ernstig belemmeren. Het samenklonteren van fibronectine blijkt een proces te zijn dat aangestuurd wordt door astrocyten onder invloed van onstekingsfactoren van het aangeboren immuun(‘afweer’)systeem. In de eerste maanden van dit pilotproject hebben we kunnen aantonen dat in tegenstelling tot astrocyten uit de witte stof, astrocyten uit de grijze stof fibronectine niet doet samenklonteren. Bovendien hebben we kunnen aantonen dat, door gebruik te maken van een speciale kweektechniek, de aanmaak van myeline toeneemt op een voedingsbodem met astrocyten afkomstig uit de grijze stof. Deze bevindingen bieden dus een uitstekende verklaring voor de waarneming dat remyelinisatie in grijze stof laesies efficiënter verloopt dan in die van de witte stof. In de resterende maanden van dit pilot project proberen we inzicht te krijgen in de aard van de signaalstoffen die worden uitgescheiden door astrocyten.

Looptijd van het onderzoek oktober 2009 – oktober 2013

Onderzoeker Bojana Mikus, analist


Begeleiders Dr. Wia Baron, biochemicus/celbioloog Prof. dr. Dick Hoekstra, biochemicus/celbioloog

8.4 ASTROCYTEN IN DE GRIJZE EN WITTE STOF EN HOE ZIJ DE AANMAAK VAN NIEUW MYELINE IN DE HERSENEN KUNNEN BEÏNVLOEDEN (11-766 MS)

Instituut Universitair Medisch Centrum Groningen, Disciplinegroep Celbiologie

Doel van het onderzoek Het verkrijgen van meer inzicht in waarom het herstel van myeline in laesies in de grijze stof efficiënter verloopt dan in de laesies die voorkomen in de witte stof.

Looptijd van het onderzoek augustus 2012 – oktober 2013

Onderzoeker Marjolein Bijlard MSc, promovendus Begeleiders Dr. Wia Baron, biochemicus/celbioloog Prof. dr. D. Hoekstra, biochemicus/celbioloog

Achtergrond van het onderzoek Plaatselijke afbraak van myeline (‘demyelinisatie’) en het uitblijven van spontane nieuwe aanmaak (‘remyelinisatie’) van dit isolatiemateriaal rondom uitlopers van zenuwcellen (‘axonen’), is een typische karakteristiek van het ziektebeeld multiple sclerose (MS). De werking van axonen in het centrale zenuwstelsel wordt door deze blijvende demyelinisatie ernstig verstoord. De omgeving in de aangedane gebieden, ‘laesies’ genoemd, is door de plaatselijke ontstekingsreactie dusdanig aangetast dat de processen die nodig zijn voor de aanmaak van nieuw myeline worden geremd of niet meer worden gestimuleerd. In de hersenen onderscheiden we zogenaamde witte en grijze stof en de laatste jaren is duidelijk geworden dat de schade in MS zich niet beperkt tot de witte stof. Er zijn ook afwijkingen in de grijze stof te vinden en de pathologische kenmerken zijn verschillend. Zo verloopt de aanmaak van nieuw myeline in grijze stof laesies efficiënter dan in witte stof laesies. In dit pilotproject proberen we meer inzicht te krijgen waarom remyelinisatie in de grijze stof beter verloopt. We richten ons daarbij op astrocyten, de ondersteunende cellen van het centrale zenuwstelsel die o.a. betrokken zijn bij het in goede banen leiden van het herstelproces na afbraak van myeline. Opvallend is dat astrocyten in de witte stof verschillen van die in de grijze stof, bijvoorbeeld wat betreft hun vorm en een aantal functies. In dit project onderzoeken we met name of grijze en witte stof astrocyten ook verschillen in hun vermogen om het opnieuw aanmaken van myeline te beïnvloeden. Immers, als we weten of en welke verschillen er zijn in bijvoorbeeld het type en hoeveelheid signaalstoffen afkomstig van astrocyten uit verschillende gebieden in de hersenen zoals de witte en grijze stof, dan kunnen we ook naar mogelijkheden zoeken om de nieuwe aanmaak van myeline in MS-laesies te beïnvloeden dan wel te verbeteren. Bereikte resultaten Uit eerder onderzoek van onze groep is gebleken dat onder normale omstandigheden het eiwit fibronectine

72


8.5 OPTIMALISERING VAN IPS CEL THERAPIE GERICHT OP REMYELINISATIE INDUCTIE; STUDIES IN EEN MODEL VOOR MULTIPLE SCLEROSE (09 – 694 MS) Doel van het onderzoek Het uittesten en optimaliseren van een IPS cel transplantatie therapie voor MS in een model voor MS. Achtergrond van het onderzoek Een celvervangingstherapie voor MS om herstel van myeline te bewerkstelligen lijkt binnen bereik te zijn gekomen door de ontwikkeling van de induced pluripotent stem (IPS) cell technologie. Met deze technologie kunnen op een relatief eenvoudige wijze, huidcellen veranderd worden in pluripotente stamcellen (IPS-cellen) die vervolgens gedifferentieerd kunnen worden in, in principe, elk denkbaar celtype. Op deze manier kunnen uit MS-patiënten een onbeperkt aantal “eigen” oligodendrocyten verkregen worden die na implantatie kunnen zorgen voor myeline-herstel zonder dat zij door het immuunsysteem worden afgebroken. In voorgaand onderzoek hebben wij al aangetoond dat IPS-cellen verkregen jonge oligodendrocyten (zgn. OPCs) na transplantatie in een model voor MS inderdaad nieuwe myeline-schedes kunnen gaan vormen. Inmiddels kunnen wij dergelijke OPCs ook genereren uit humane IPS-cellen waarmee we modelaxonen kunnen myeliniseren. Voordat we kunnen gaan testen of een dergelijke benadering ook echt toepasbaar zou kunnen zijn voor MS-patiënten, zal eerst moeten worden aangetoond dat deze cellen veilig (met name geen tumorvorming) en werkzaam zijn. Dat kan het best getest worden in een model voor MS. Recent is een model ontwikkeld dat qua laesie vorming

73

Hoofdstuk 8


in de hersenen en qua ziekteverloop het dichtst komt bij humaan MS, en een ideale laatste onderzoeksfase vormt voordat de stap naar een eerste klinische trial genomen kan worden. In het onderzoek in deze modellen zullen vragen aan de orde komen zoals: • Migreren uit IPS cellen verkregen OPCs na implantatie direct naar de laesies in het centraal zenuwstelsel en remyeliniseren ze daar axonen? • Wat gebeurt er met de geïmplanteerde cellen op langere termijn, blijven ze stabiel en functioneel?

de migratie van myeline vormende cellen naar de plek van schade beperkt. Wij gaan onderzoeken wat de rol is van het enzym weefseltransglutaminase in littekenvorming en in de ontwikkeling van myelinevormende cellen in MS omdat van dit enzym bekend is dat het betrokken is bij processen zoals celmigratie en eiwitklontering die ook een rol spelen bij de pathologie van MS. Wij zijn met name geïnteresseerd in hoe weefseltransglutaminase betrokken is bij de vorming van de structuren die zich buiten cellen bevinden (extracellulaire matrix) en in cel-matrix interacties en het samenklonteren van matrix componenten tijdens de littekenvorming na de afbraak van de myelinelaag.

Bereikte resultaten Met behulp van lentivirale transductie, hebben wij fibroblasten, geïsoleerd uit de huid van MS-modellen, gereprogrammeerd tot IPS-cellen. Om te voorkomen dat het lentivirale construct stabiel in het genoom van de gereprogrammeerde cellen integreert, hebben we het met een speciale techniek (via Cre-recombinase) er uit weggesneden. Hoewel de verkregen model-IPS-cellen vrijwel alle IPS-eigenschappen bezitten, was hun differentiatie-patroon niet volledig: met name differentiatie tot neuroectoderm was sporadisch duidend op nog onvolledige reprogrammering. Daarom hebben we een nieuwe IPS-reprogrammerings methode gestart, waarin gebruik gemaakt wordt van episomale vectoren die niet leiden tot integratie van de reprogrammeringsgenen in het genoom. Wij werken nu aan de differentiatie van deze model-IPS-cellen tot functionele remyeliniserende oligodendrocyten. Wij willen nog onderzoeken in hoeverre het gebruik van andere somatische cellen, in plaats van huidcellen, van dit model de efficiëntie van reprogrammering van modelcellen kan verbeteren. Onderzoeker Drs. Arun Thiruvalluvan, promovendus Begeleiders Dr. J.C.V.M. Copray, neurobioloog Prof. L.A. ’t Hart, neuroimmunoloog Instituut Universitair Medisch Centrum Groningen (UMCG), afdeling Neurowetenschappen Looptijd van het onderzoek juni 2011 – juni 2015 Subsidie € 305.013,-

Bereikte resultaten Uit een eerder onderzoeksproject (08-635 MS) is naar voren gekomen dat weefseltransglutaminase meer aanwezig is in ondersteunende cellen (astrocyten) in het hersenweefsel van MS-patiënten. In de afgelopen jaren hebben wij gebruik gemaakt van een humane astrocyten cellijn en van astrocyten afkomstig uit een model voor MS. De astrocyten uit dit model bleken, nadat ze gemanipuleerd waren om net als bij MS meer weefseltransglutaminase te produceren, in staat om meer eiwitten te maken die onderdeel zijn van de extracellulaire matrix (fibronectine en collagen V) vergeleken met niet gemanipuleerde controle astrocyten. Daarnaast bleek dat de matrix gemaakt door deze astrocyten meer samenklontering vertoonde van een ander matrix eiwit (laminine) vergeleken met controle astrocyten. De humane astrocyten cellijn die op dezelfde manier gemanipuleerd was om meer weefseltransglutaminase te maken bleek bovendien meer te hechten aan de matrix eiwtten laminine en fibronectine dan controle astrocyten. We concluderen dat weefseltransglutaminase geproduceerd door astrocyten van invloed is op de productie dan wel aggregatie van fibronectine en laminine. Dit valt samen met meer hechting van astrocyten aan deze matrix eiwitten. Deze effecten zouden van belang kunnen zijn bij de vorming van een niet-ontvankelijke omgeving (litteken) voor myeline herstel in de hersenen van MS-patiënten. Onderzoeker Nathaly Espitia Pinzon MSc, promovendus Begeleiders Dr. Anne-Marie van Dam, neuroimmunoloog Dr. Wia Baron, biochemicus/celbioloog Instituut VU medisch centrum, Amsterdam en Universitair Medisch Centrum Groningen Looptijd van het onderzoek december 2010 - december 2014

8.6 ONDERZOEK NAAR DE ROL VAN HET ENZYM WEEFSELTRANSGLUTAMINASE BIJ LITTEKENVORMING EN BIJ DE ONTWIKKELING VAN MYELINE VORMENDE CELLEN (09-693 MS)


Doel van het onderzoek In dit project willen wij de rol van weefseltransglutaminase onderzoeken in astrogliose (littekenvorming) en in het ontwikkelingsproces van myeline vormende cellen (oligodendrocyten) om zo tot een beter herstel van de beschadigde myelinelaag om de zenuwbanen te komen. Achtergrond van het onderzoek Bij mensen met MS vinden er verschillende processen plaats die onderdeel zijn van het ziekteproces; zoals ontstekingscellen die reizen vanuit de bloedbaan naar het centrale zenuwstelsel en daar betrokken zijn bij de afbraak van een beschermende laag (myeline) rondom de zenuwbanen wat leidt tot ontsteking en littekenvorming in het centrale zenuwstelsel. Littekenvorming bemoeilijkt het herstel van de myelinelaag omdat het o.a.

74

75

Onderzoek naar de oorzaak van klinische symptomen en ziekteverloop

9.1 INLEIDING

Hoofdstuk 9


MS kan bij verschillende personen een sterk verschillend verloop hebben. Daarnaast kunnen verschillende typen van MS onderscheiden worden. Ook binnen deze typen kan het verloop sterk variëren. De belangrijkste typen van MS zijn relapsing-remitting MS, primair progressieve MS en secundair progressieve MS. Ongeveer 85% van de mensen bij wie MS wordt vastgesteld, hebben de relapsing-remitting variant. Dit is een vorm van MS waarbij periodes met klachten (exacerbaties of schubs) worden afgewisseld met perioden van herstel waarin de klachten verminderen of verdwijnen. Vaak gaat relapsing-remitting MS op den duur over in secundair progressieve MS. In deze tweede fase is sprake van geleidelijke achteruitgang en treedt geen tussentijds herstel meer op. Bij 10-15% van de mensen met MS treedt er meteen vanaf het begin verslechtering op zonder tussentijds herstel. Er is dan sprake van primair progressieve MS. Onderzoek naar en diagnose van MS zijn lange tijd bemoeilijkt, omdat je niet bij mensen in de hersenen kunt kijken. Sinds ongeveer 30 jaar beschikt men echter over de MRI-techniek. Door middel van magnetische velden is het met deze techniek wel mogelijk om een beeld te maken van de hersenen van een levend persoon. De MRI-techniek is zeer belangrijk voor zowel de diagnose van, als het onderzoek naar MS. In 2010 zijn de diagnostische MRI-criteria aangepast, zodat de diagnose MS sneller en met meer zekerheid gesteld kan worden met behulp van MRI. Bovendien wordt deze techniek voortdurend verder ontwikkeld om op deze wijze zo veel mogelijk gegevens over de ziekte MS te kunnen achterhalen. Sinds 1990 wordt veel MS-onderzoek mogelijk gemaakt door de MS-Hersenbank, die financieel wordt ondersteund door Stichting MS Research. De MS-Hersenbank verzamelt hersenmateriaal van mensen met en zonder MS, die tijdens hun leven een speciaal donorcodicil hebben getekend. Dit zeer goed omschreven hersenmateriaal wordt beschikbaar gesteld aan MS-onderzoekers. Het maakt het hen mogelijk het ziekteproces en de aangedane gebieden te onderzoeken in hersenmateriaal van mensen. In dit hoofdstuk wordt onderzoek beschreven dat gericht is op het krijgen van meer informatie over de verschillen en de oorzaken van de verschillen in verloop van MS. Hierbij wordt met name gezocht naar kenmerken die groepen personen met een bepaald ziekteverloop gemeen hebben. Meer kennis over wat het verloop van MS bepaalt, zal kunnen bijdragen aan een afname van de onvoorspelbaarheid van de ziekte. Daarnaast kan het ook helpen bij de optimale keuze van een behandeling voor elke persoon.

Drs. Menno Schoonheim VU medisch centrum, Amsterdam “Aangezien er nog zoveel onbekend is over de vele klinische verschijnselen van MS, gebruiken wij een nieuwe insteek in ons onderzoek: we bekijken het brein als netwerk. Hoe veranderen functionele en structurele netwerken in het brein door MS, en hoe zijn netwerkstoornissen en cognitieve afwijkingen gerelateerd? Met deze nieuwe methodes hopen wij nieuwe informatie over MS te vergaren, die dicht bij de patiënt zelf staat.”

76

Onderzoek naar beschadiging (MS-ontsteking of laesies) en afsterven van cellen van het centrale zenuwstelsel kan in levende mensen alleen plaatsvinden door het maken van een beeld van de hersenen met behulp van MRI. MRI is een techniek waarbij met behulp van magnetische velden een beeld van de hersenen kan worden gemaakt (een MRI-scan). Voor het maken van een MRI-scan bestaan verschillende technieken. Elke techniek levert een ander beeld op met andere informatie over wat er in de hersenen mis gaat. Dit is min of meer te vergelijken met de verschillende beelden die verkregen worden na het bekijken van iets zonder bril, door een gekleurde bril of met een nachtkijker. De laatste jaren is zeer veel vooruitgang geboekt met het gebruik van MRI voor de diagnose van MS. Hoewel MRI een zeer belangrijk hulpmiddel is om vast te stellen of iemand MS heeft, kan op dit moment uit de MRI-beelden echter niet afgeleid worden welke vorm van MS iemand heeft en of de ziekte snel of langzaam zal verergeren. De met MRI waargenomen beschadigingen corresponderen bovendien niet één op één met de klachten. De hoeveelheid met MRI zichtbare schade vertoont zelfs maar in beperkte mate een verband met de mate van handicaps van de persoon met MS. Soms zijn er bij mensen met weinig handicaps veel MS-laesies zichtbaar op de MRI, soms bij mensen met veel handicaps juist weinig. Het ontbreken van een sterk verband wordt mogelijk veroorzaakt door ziekteactiviteit en beschadigingen buiten de MS-laesies of door ander met MRI moeilijk zichtbaar te maken schade. Daarnaast lijkt de flexibiliteit van hersenen en ruggenmerg een rol te spelen. Door deze flexibiliteit kunnen gezonde hersengebieden soms functies van beschadigde gebieden overnemen. De laatste jaren is duidelijk geworden dat naast laesies van myeline in de zogenaamde witte stof, ook laesies in de grijze stof een rol spelen bij de ontwikkeling van MS. Hoogstwaarschijnlijk spelen deze beschadigingen 77

Hoofdstuk 9

een belangrijke rol in het ontstaan van blijvende schade en invaliditeit door MS. Uit de in dit katern beschreven studies en voorgaand onderzoek blijkt dat laesies in de grijze stof veel voorkomen bij MS. Wanneer door de microscoop naar witte en grijze stof laesies gekeken wordt, worden veel verschillen gevonden. Een belangrijk verschil is dat grijze stof laesies, in tegenstelling tot witte stof laesies, niet gepaard gaan met ontstekingen. Naast lichamelijke achteruitgang kan bij MS ook achteruitgang in cognitieve functies optreden. Onder cognitieve functies wordt alles verstaan wat met het onthouden, opnemen en verwerken van kennis te maken heeft (geheugen, concentratie, planning, rekenen etc.). Aangezien er geen verband gevonden is tussen lichamelijke en cognitieve achteruitgang en tussen cognitieve achteruitgang en de hoeveelheid MS-ontstekingen, is de oorzaak van cognitieve achteruitgang bij MS nog onbekend. Wel zijn er aanwijzingen dat de oorzaak van cognitieve stoornissen mogelijk gelegen is in de grijze stof. In het onderzoek beschreven in paragraaf 9.3 wordt gekeken naar de invloed van twee gebiedjes in de hersenen, de hypocampus en de thalamus, op het ontstaan van cognitieve problemen. Bestudeerd wordt hoe deze gebiedjes functioneren en wat er gebeurd als er ontstekingen optreden. Paragraaf 9.4 behandelt onderzoek naar de manier waarop het brein kan compenseren voor de structurele schade die door MS is veroorzaakt en naar het verschil in MS tussen mannen en vrouwen. MS wordt gekenmerkt door de zogenaamde witte stof-laesies, die het gevolg zijn van een verlies aan myeline rond de zenuwen. Op basis van de mate van schade die aan het myeline is ontstaan, kan onderscheid gemaakt worden tussen verschillende stadia van witte stof-laesies. In de studie in paragraaf 9.4 wordt onderzocht of deze verschillende stadia met behulp van een nieuwe MRI-techniek in beeld gebracht kunnen worden. Bij mensen met MS treedt vaak neurodegeneratie op, waarbij geleidelijk hersenweefsel verloren gaat. In het onderzoek in paragraaf 9.5 wordt gekeken of deze neurodegeneratie gemeten kan worden met behulp van MRI-beelden. Afwijkingen die bij MS in de hersenen ontstaan kunnen erg lijken op afwijkingen die juist bij een andere ziekte horen en dus eigenlijk niets met MS te maken hebben. Met behulp van MRI is dit onderscheid soms erg moeilijk te maken. Het onderzoek in paragraaf 9.6 richt zich op het herkennen van de verschillen tussen mensen met MS en mensen met vaatafwijkingen met behulp van hele gedetailleerde MRI-beelden. Hoewel de effecten van het beschadigen van myeline duidelijk te zien zijn op een MRI-scan in de vorm van laesies, kan de myeline zelf niet in beeld gebracht worden met behulp van MRI. Om de schade aan myeline en mogelijk herstel zichtbaar te maken wordt in het onderzoek in paragraaf 9.7 een nieuwe techniek onderzocht, de PET scan, waarmee veranderingen in myeline gemeten kunnen worden. De Nederlandse Hersenbank heeft in de afgelopen jaren hersenweefsel van meer dan 180 mensen met MS verzameld. Dit weefsel wordt gebruikt voor wetenschappelijk onderzoek. Voordat het weefsel aan een onderzoeker kan worden gegeven, is het belangrijk dat alle informatie over dit weefsel bekend is. In het project dat wordt beschreven in paragraaf 9.8 wordt al het weefsel van mensen met MS onder de microscoop bekeken. Daarna wordt vastgelegd hoe de ontsteking in de hersenen eruit ziet. Tegelijkertijd wordt ook gekeken of verschillende typen van MS ook onder de microscoop herkend kunnen worden.

78


9.2 COGNITIEVE ACHTERUITGANG BIJ MS-PATIËNTEN: DE HIPPOCAMPUS EN THALAMUS IN BEELD (08-648 MS) Doel van het onderzoek In het onderzoek naar cognitieve achteruitgang bij MS proberen we de volgende vragen te beantwoorden: 1. Hoe verschilt de functie van de hippocampus en thalamus bij MS-patiënten (mét en zonder cognitieve problemen) van die van gezonde proefpersonen? 2. Hangen deze verschillen samen met structurele veranderingen in het brein (diffusie tensor imaging, DTI)? 3. Is het mogelijk om de structurele en functionele verschillen in het brein te meten met behulp van neuropsychologische testen? Achtergrond van het onderzoek Problemen met cognitie (geheugen, aandacht en concentratie) komen voor bij 50-60% van de mensen met MS. In de huidige studie willen we dit probleem onderzoeken door ons te richten op twee specifieke hersengebieden: de hippocampus en de thalamus. Van deze twee structuren is bekend dat ze een grote rol spelen bij geheugen- en aandachtsfuncties, en daarnaast weten we vanuit pathologisch onderzoek dat de hippocampus vaak is aangedaan bij MS-patiënten. De functie van de hippocampus en thalamus wordt getest terwijl men in de MRI scanner ligt en een geheugen- of aandachtstaak uitvoert. Daarnaast wordt de diffusie van watermoleculen gemeten (DTI) wat een maat is voor hoe gezond de zenuwbanen zijn. Met deze specifieke benadering, hopen we gedetailleerdere informatie te vergaren over het functioneren van de hersenen, waardoor we uiteindelijk het ontstaan van deze cognitieve klachten wél (beter) kunnen begrijpen. Bereikte resultaten In totaal hebben 55 MS-patiënten en 30 gezonde controles meegedaan aan de geheugentaak en de DTI scan. Bij 20 MS-patiënten was er sprake van cognitieve achteruitgang. Eerder hebben we laten zien dat tijdens de geheugentaak mensen met MS zonder cognitieve problemen toegenomen hersenactiviteit laten zien in de hippocampus en cingulaire schors (betrokken bij cognitie) en dat bij de MS-patiënten mét cognitieve stoornissen juist een afgenomen hersenactiviteit te zien was. Daarnaast hebben we met een erg gevoelige maat voor structurele schade, de DTI scan, gezien dat 75% van de zenuwbanen van de MS-patiënten mét cognitieve problemen aangetast zijn tegenover 50% bij de MS-patiënten zonder cognitieve problemen. De verschillen zaten voornamelijk in de thalamus en juxtacorticale regionen. Dit zijn gebieden die belangrijk zijn bij cognitie. Om de rol van de DTI afwijkingen in de thalamus verder te onderzoeken, hebben we een samenwerking met Buffalo opgezet (Ralph Benedict, Robert Zivadinov). Zij hebben grote expertise op het gebied van thalamus afwijkingen bij MS. In een groep van 75 MS-patiënten en 18 gezonde controles hebben we gekeken hoe goed DTI veranderingen in de thalamus samenhangen met cognitieve problemen. De uitkomst van deze studie is dat naast het kleiner worden van de thalamus, DTI afwijkingen een extra aanvullende voorspeller zijn voor het cognitieve functioneren van mensen met MS. Naast de DTI studies, hebben we ook onderzocht welke factoren van de ziekte samenhangen met objectieve cognitieve problemen (gemeten met neuropsychologische tests) en subjectieve cognitieve problemen (het ervaren van cognitieve problemen door de patiënt zelf, vragenlijst). Hier vonden we dat de factoren onderliggend aan objectieve cognitieve problemen (opleidingsniveau, geslacht, en hoeveelheid grijze stof volume) anders zijn dan die van subjectieve cognitieve problemen (voornamelijk vermoeidheid). Dat de onderliggende factoren anders zijn, is voor de behandelend arts belangrijk om te weten. Bovenstaande resultaten zijn belangrijk voor toekomstig onderzoek naar cognitieve therapieën. Mogelijk is vroege interventie (voordat cognitieve klachten aanwezig zijn) noodzakelijk omdat het brein in die fase nog kan compenseren (toegenomen activiteit in het brein) en de witte stof banen nog deels intact zijn (minder schade gemeten met DTI). Daarnaast zullen we onderscheid moeten maken tussen het objectieve cognitieve functioneren en de beleving van de patiënt met betrekking tot zijn/haar cognitie.

79

Hoofdstuk 9

Onderzoeker Hanneke Hulst MSc, promovendus Begeleiders Dr. Jeroen Geurts, neurobioloog Prof. dr. Frederik Barkhof, neuroradioloog Instituut VU medisch centrum, Amsterdam Looptijd van het onderzoek oktober 2009 – oktober 2013 Subsidie € 239.026,-

9.3 FUNCTIEVERLIES IN MS BEGRIJPEN DOOR MIDDEL VAN IN VIVO MATEN VAN FUNCTIONELE CONNECTIVITEIT EN STRUCTURELE SCHADE (08-650 MS) Doel van het onderzoek Aantonen hoe het brein kan compenseren voor structurele schade in MS door veranderingen in functionele verbindingen, die vertraagd functieverlies veroorzaken. Achtergrond van het onderzoek Het is al langer bekend dat de schade die zichtbaar is op een traditionele MRI scan, de zogenoemde T1- en T2-laesies, moeilijk te correleren is aan functioneel verlies. Dit geldt voor invaliditeit maar ook voor cognitieve achteruitgang, zoals verslechtering van geheugen en aandacht. Daarom zoeken wij naar nieuwe maten die beter de brug kunnen vormen tussen hersenstructuur en -functie. Het is bekend dat in MS bepaalde hersengebieden extra sterk geactiveerd worden bij bepaalde functies, zoals motorische taken. Men denkt dat deze overactivatie, ook wel functionele reorganisatie genoemd, ervoor zorgt dat het functieverlies vertraagd wordt. Om te ontdekken waarom bepaalde patiënten langer functieverlies kunnen vertragen, is het belangrijk deze functionele reorganisatie nader te onderzoeken. Wij onderzoeken dit niet met specifieke taken, omdat we daarmee alleen de bij die taken betrokken hersengebieden kunnen onderzoeken. In plaats daarvan verrichten we metingen aan het gehele brein in rust. Zo is het mogelijk in de totale hersenen tegelijk te zoeken naar veranderingen in functionele verbindingen (connectiviteit). Daarnaast is gebleken dat óók tijdens “rust” het brein bezig is met het verwerken van informatie, en dat er een samenhang bestaat tussen deze metingen en het cognitief functioneren van dezelfde persoon buiten de scanner. Door deze technieken te combineren met maten van structurele schade en cognitie, hopen wij een beeld te krijgen van de manier waarop “functionele reorganisatie” werkt in de hersenen van MS-patiënten. Bereikte resultaten Een eerste fMRI pilot-studie heeft aangetoond dat er normale verschillen zijn in functionele netwerken tussen gezonde mannen en vrouwen. Dit maakt het mannelijke brein extra gevoelig voor MS, wat leidt tot meer cognitieve klachten bij mannelijke patiënten. Met andere woorden functionele reorganisatie werkt bij mannelijke MS-patiënten minder efficiënt. MS-patiënten zijn ook onderzocht met een magnetoencephalogram scanner (“MEG”). Met de MEG meet je ook hersenfunctie zoals met fMRI, maar omdat de MEG veel sneller meet, staat deze dichter bij de activiteit van individuele hersencellen dan fMRI. We zagen wederom veranderingen in functionele connectiviteit, vooral bij mannen met MS. De hersengebieden “praten” anders met elkaar, wat leidt tot een veranderde functionele

80


netwerkstructuur. Deze verandering bleek een relatief sterk verband te hebben met de verslechtering van cognitieve vaardigheden, en deze samenhang was nauwer dan die van cognitieve verslechtering met de structurele schade. Hieruit blijkt opnieuw dat de structurele verslechtering slechts een deel van het verhaal vormt, en dat het belangrijk is te begrijpen hoe de hersenen omgaan met de gevolgen van de structurele schade. In een derde onderzoek is in dit licht de relatie tussen atrofie (“krimpen”) van de hersenen en cognitie in een grote groep vroege MS-patiënten bekeken. Het bleek dat voornamelijk atrofie van de thalamus, een grijze stof structuur diep in de hersenen, gerelateerd was aan cognitieve stoornissen. Interessant genoeg bleek dat hoewel de thalamus bij mannen en bij vrouwen in vergelijkbare mate gekrompen was, de cognitieve stoornissen bij mannen erger waren. Dit lijkt zo te zijn doordat bij mannen andere hersenstructuren wel veel erger gekrompen waren dan bij vrouwen, waardoor het mannelijk brein minder goed kan compenseren. In een vierde onderzoek onderzochten wij opnieuw de verschillen in structurele schade tussen de twee geslachten, maar dan in de witte stof. Hieruit bleek dat de witte stof bij mannen met MS veel meer schade laat zien, ook al hebben deze mannen net zo lang MS als de onderzochte vrouwen, en net zoveel laesies. Niet alleen waren meer plekken in het brein beschadigd, ook was deze beschadiging zelf ernstiger. Met name de uitgebreidheid van deze schade bleek een verband te vertonen met de ernst van de cognitieve achteruitgang. In een vijfde onderzoek hebben wij wederom met functionele MRI rustmetingen de hersenfunctie onderzocht, maar nu door deze scans te analyseren met een nieuwe methode genaamd “eigenvector centrality mapping (ECM)”. Deze methode onderzoekt het hele functionele netwerk van het brein en kan hersengebieden identificeren die zogenaamde “hubs” zijn. Dit is vergelijkbaar met een vliegveld als Schiphol in het Europese vliegverkeer: een heel belangrijke “knoop” in het netwerk. Deze methode liet zien dat deze ECM bij MS-patiënten lager uitviel in sensorische en motorische gebieden van het brein: deze gebieden zijn dus minder betrokken bij de rest van het netwerk in patiënten. Ook in de zogenaamde “ventral stream”, een gebied dat belangrijk is voor bepaalde visuele en cognitieve processen, ging de ECM omlaag: deze gebieden waren ook minder “hub-achtig”. Ook waren er gebieden met een hogere ECM: de thalamus en de precuneus. De verlaagde ECM in de sensorische en motorische gebieden was gerelateerd aan de hoeveelheid invaliditeit (de zogenaamde EDSS score), en de verlaagde ECM in de ventral stream was gerelateerd met verslechterde cognitie. De figuur laat verhoogde ECM zien in de thalamus (donkerrood) en precuneus (lichtrood) en verlaagde ECM in de sensorische en motorische cortex (lichtblauw) en de ventral stream (donkerblauw). Onderzoeker Menno Schoonheim MSc, promovendus Begeleiders Dr. ir. Hugo Vrenken, universitair docent Prof. dr. Jeroen J.G. Geurts, hoogleraar klinische neurowetenschappen Prof. dr. Frederik Barkhof, hoogleraar neuroradiologie Instituut VU medisch centrum, Amsterdam Looptijd van het onderzoek oktober 2009 – oktober 2013 Subsidie € 280.342,-

81

Hoofdstuk 9

9.4 HET STAGEREN VAN MULTIPLE SCLEROSE (MS) LAESIES MET BEHULP VAN MRI: EEN GECOMBINEERDE POST MORTEM EN IN VIVO STUDIE (10-711 MS) Doel van het onderzoek Het identificeren van MRI technieken die de verschillende stadia van witte stof laesies kunnen bepalen. Achtergrond van het onderzoek Multiple sclerose wordt gekenmerkt door witte stof laesies welke een gevolg zijn van een verlies aan myeline rondom de zenuwuitlopers (ook wel demyelinisatie genoemd). Door dit myeline verlies kan de zenuwuitloper, welke zorgt voor een goede overdracht van informatie binnen de hersenen en naar het lichaam, niet goed werken. De patiënt ervaart hiervan de gevolgen door een verscheidenheid aan symptomen. Op basis van de mate van demyelinisatie en daarbij behorende ontstekingsactiviteit kan er onderscheid gemaakt worden tussen verschillende stadia van witte stof laesies (dit zijn die ontstoken en gedemyeliniseerde plekjes). Vroege laesies en oudere, verlittekende laesies kunnen worden onderscheiden, maar ook bijvoorbeeld laesies met een zekere mate van herstel. Die laesiestadia kunnen microscopisch in kaart gebracht worden, maar helaas nog niet met de huidig gangbare MRI technieken. Er zijn echter een aantal nieuwere kwantitatieve MRI (qMRI) technieken die dit mogelijk wel kunnen. Ons onderzoek richt zich dan ook op deze qMRI technieken; eerst in post mortem hersenweefsel ter verificatie of de verschillende laesie stadia voldoende uit elkaar gehaald kunnen worden. Vervolgens zal onderzocht worden of deze qMRI technieken ook in vivo bruikbaar zijn. Dit heeft dan als voordeel dat het witte stof laesie profiel van de patiënt, en de ontwikkeling hiervan, beter in kaart gebracht kan worden en van pas kan komen bij het relateren van neurologische schade aan lichamelijke achteruitgang en farmacologische behandelmethoden. Bereikte resultaten Het onderzoek is nog in volle gang. De verschillende stadia van witte stof laesies zijn inmiddels uitgebreid beschreven en geclassificeerd in ons post mortem materiaal. Daarnaast zijn de qMRI beelden (zogenoemde T1, T2 en MTR maps) van het post mortem hersenweefsel berekend en gekwantificeerd. Een aantal soorten witte stof laesies, de zogenaamde ‘preactieve laesies’, bleek relatief weinig voor te komen in ons materiaal. Om de resultaten met meer betrouwbaarheid weer te kunnen geven (meer statistische power) zullen er daarom meer witte stof laesies en MRI beelden geanalyseerd worden alvorens er overgegaan wordt naar het in vivo onderzoek. Onderzoeker Alexandra Lopez Soriano, radioloog Begeleiders Prof. Jeroen Geurts, Anatomie & Neurowetenschappen Dr.ir. Hugo Vrenken, Radiology, Physics & Medical Technology Instituut VU Medisch Centrum, Amsterdam Looptijd van het onderzoek juli 2011 – november 2011 mei 2012 – januari 2013 Subsidie € 50.000,-

82


9.5 KAN NEURODEGENERATIE IN VIVO GEMETEN WORDEN? EEN ONDERZOEK NAAR DE RELEVANTIE VAN OP MRI GEMETEN ATROFIE VAN DE GRIJZE STOF BIJ MS (10-718 MS) Doel van het onderzoek In dit project onderzoeken we atrofie, dat wil zeggen het geleidelijke volumeverlies dat door de ziekte MS optreedt, in de grijze stof in de hersenen. Ten eerste meten we via weefselkleuringen of er veranderingen zijn van de weefseleigenschappen in de gebieden waarin volgens MRI-beelden atrofie optreedt. Ten tweede onderzoeken we of de op MRI gemeten atrofiepatronen consistent zijn. Ten derde onderzoeken we de klinische relevantie van de atrofiepatronen. Achtergrond van het onderzoek Neurodegeneratie en neuroprotectie krijgen steeds meer aandacht in het MS-onderzoek. Er wordt gezocht naar medicijnen die neuroprotectief werken bij MS. Door het meten van volumeafname van de hersenen, vaak hersenatrofie genoemd, kunnen we de neurodegeneratie in patiënten niet alleen in beeld brengen maar ook nauwkeurig meten. De afname in de grijze stof begint al vroeg in de ziekte, wordt erger met de tijd, en gebeurt overal in de hersenen. Daarnaast blijkt het gerelateerd te zijn aan de klinische ontwikkeling, en dit in sterkere mate dan de afname in de witte stof. Maar een essentiële vraag is nog niet beantwoord: is de op MRI gemeten atrofie van de grijze stof een relevante maat in MS? In dit project, gestart op 1 september 2011, proberen we deze vraag te beantwoorden door drie deelvragen te onderzoeken: 1. Pathologische validiteit. Als er op de MRI grijze stof atrofie wordt gemeten, treden op die plaats dan pathologische veranderingen in het weefsel op en zo ja, welke? Om deze vraag te beantwoorden maken we gebruik van weefsel en gegevens die worden verzameld binnen onze unieke samenwerking met de Nederlandse Hersenbank. In dit project combineren we analyses van de tijdens de obductie gemaakte MRI-beelden met pathologische gegevens van het weefsel. We gaan kijken of de mate van grijze stof atrofie die gemeten wordt op MRI samenhangt met veranderingen in het weefsel, met name van myeline, neuronen en gliale cellen. Dat doen we door de totale en regionale hoeveelheid grijze stof op de MRI beelden te meten en daarna deze te relateren aan de in het weefsel gemeten hoeveelheden myeline, neuronen en gliale cellen. 2. Reproduceerbaarheid van de grijze stof atrofie metingen. Op dit moment is nog onduidelijk volgens welk anatomisch patroon de grijze stof atrofie door de hersenen verdeeld is. Zijn hier voorkeursgebieden voor, die bij soortgelijke patiënten gelijk zijn? Of is het gelijk verdeeld over de hele hersenen? Eerdere onderzoeken hebben verschillende patronen van verdeling door de hersenen laten zien, maar dit zou kunnen liggen aan het gebruik van verschillende meetmethoden en selectie van verschillende patiënten. Het is daarom onduidelijk of er bij MS steeds een vergelijkbaar patroon van atrofie optreedt, of dat dit sterk verschilt tussen patiënten. In dit project proberen we op deze vraag een antwoord te krijgen. Binnen een heel grote studie, die in het kader van het MS Centrum Amsterdam doorgaat, zijn klinische en state-of-the-art MRI beelden van bijna 300 mensen met MS verzameld. Met behulp van deze beelden onderzoeken we of er tussen mensen met MS bepaalde atrofie patronen bestaan, dat is of er bepaalde regio’s bestaan, die een grote kans hebben om atrofisch te zijn in MS-patiënten, of dat er daarentegen geen gebieden zijn aan te wijzen waar grijze stof atrofie in het algemeen optreedt. 3. Klinische validiteit van de grijze stof atrofie metingen. Binnen dezelfde patiëntengroep van deelonderzoek 2 gaan we ook onderzoeken, of de op MRI gemeten atrofie gerelateerd is aan de klinische of neuropsychologische ontwikkeling van deze patiënten. Ook hier gaan we onderzoeken of de verbanden min of meer constant zijn tussen patiënten en patiëntengroepen. Voor onderwerp 2 en 3 worden geen extra klinische of MRI gegevens verzameld, maar wordt gebruik gemaakt van gegevens die al verzameld zijn, om de patiënten met MS zo min mogelijk te belasten.

83

Hoofdstuk 9

Bereikte resultaten Op 1 september 2011 is dit project van start gegaan. Voor deelproject 1 zijn er al 16 patiënten gescand. Op de MRI beelden zijn de MS-laesies ingetekend, en de beelden zijn voorbewerkt voor optimale grijze stof volume metingen. Deze metingen zijn al voor 80% gedraaid. Pathologie: de weefselkeuringen en metingen zijn klaar voor 9 van de 16 patiënten. In maart zullen de resultaten geanalyseerd worden Voor deelprojecten 2 en 3 zijn alle gegevens verzameld. De MRI-beelden van de 190 patiënten en 50 controles zijn voorbewerkt om de nauwkeurigheid van de atrofie metingen te bevorderen, en de atrofie metingen zijn gestart. Onderzoekers Drs. Veronica Popescu, arts-onderzoeker Ir. Adriaan Versteeg, ICT-specialist (beeldanalyse) Begeleiders Dr.ir. Hugo Vrenken, fysicus Prof.dr. Frederik Barkhof, neuroradioloog Dr. Jeroen Geurts, neurobioloog Dr. Dirk Knol, statisticus Prof.dr. Chris Polman, neuroloog Instituut VU medisch centrum, Amsterdam Looptijd van het onderzoek september 2011 – september 2014 Subsidie € 248.037,-

9.6 DIFFERENTIATIE VAN MULTIPLE SCLEROSE EN CEREBROVASCULAIRE WITTESTOFSCHADE: EEN PILOTSTUDIE OP 7 TESLA MRI (11-769 MS)

84


een betere differentiatie is er minder onzekerheid en kunnen snellere diagnose en start van behandeling mogelijk zijn. Bereikte resultaten We vergeleken 16 MS-patiënten met 16 CSVD-patiënten. We ontwikkelden een afbeeldserie genaamd FLAIR*, waarin zowel laesies als bloedvaten zichtbaar zijn. Dit deden we door 2 afzonderlijke scans over elkaar te projecteren; dit is een nieuwe methode op 7T. We ontdekten dat 74% van de MS-laesies om een bloedvat lag, terwijl dit gold voor slechts 47% van de vaatlaesies. Ook had 2.3% van de MS-laesies een ring, tegenover geen van de vaatlaesies. Verder was 6.5% van de MS-laesies soms donker op zogenaamde 7T T2*- beelden, wat kan wijzen op ijzerdepositie. Dit kwam niet voor bij vaatlaesies. Ook de locatie van laesies was verschillend tussen beide ziekten: zo vonden we minder vaak vaatlaesies (2%) dan MS-laesies (12%) in de grijze stof. Aan de hand van deze bevindingen kunnen we stellen dat we met de nieuwe FLAIR* methode op 7T, een beter onderscheid kunnen maken tussen MS en CSVD. Onderzoeker Drs. Iris Denise Kilsdonk, promovendus Begeleiders Prof. Frederik Barkhof, neuroradioloog Dr. Mike Peter Wattjes, neuroradioloog Instituut MS Centrum Amsterdam; VU Medisch Centrum, afd. Radiologie Looptijd van het onderzoek mei 2012 – mei 2013 Subsidie €50.000,-

9.7 HET IN BEELD BRENGEN VAN DE- EN REMYELINISATIE IN DE HERSENEN M.B.V. PET (10-700 MS)

Doel van het onderzoek Onderzoeken hoe we de diagnose multiple sclerose (MS) specifieker kunnen stellen, door een methode te ontwikkelen om MS-patiënten te onderscheiden van patiënten met vaatafwijkingen in het brein (cerebral small vessel disease, CSVD). We gebruiken hiervoor 7-Tesla (T) MRI scans.

Doel van het onderzoek Het ontwikkelen en testen van specifieke radioliganden waarmee de- en remyelinisering in de hersenen zichtbaar gemaakt kan worden met positron emissie tomografie (PET).

Achtergrond van het onderzoek De diagnose MS wordt gesteld op MRI aan de hand van kleine ontstekingsplekjes (laesies) in de witte stof van het brein. Helaas komen deze laesies ook voor bij patiënten met vaatafwijkingen en bij mensen met risicofactoren voor vaatafwijkingen (hoge bloeddruk, roken). Dit is problematisch in de klinische setting, ook omdat de symptomen van deze patiënten erg op elkaar kunnen lijken. Kleine vaatlaesies komen tevens in de gezonde populatie voor, bij toenemen van de leeftijd. 7T MRI-scanners maken gebruik van een hoger magnetisch veld (standaard is 1.5T), hierdoor kunnen structuren en afwijkingen in het brein in meer detail worden weergeven. In eerdere studies heeft dit geleid tot hogere detectie van MS-laesies in witte en grijze stof van het brein. Op 7T scans is gebleken dat een MS-laesie vaak om een bloedvat heen gelegen is. Verder zijn er MS-laesies gevonden met een donkere ring eromheen op 7T. In onze pilotstudie willen we deze 7T fenomenen vergelijken tussen MS-patiënten en CSVD-patiënten. Door

Achtergrond van het onderzoek Het verlies van myeline-schedes rondom axonen ligt aan de basis van de ernstigste symptomen van MS: buiten de effecten op signaaltransductie, leidt het langdurig ontbreken van de myeline-isolatie rond axonen tot hun degeneratie en afbraak. Therapieën gericht op neuroprotectie en neuroregeneratie zullen zich vooral moeten richten op het zo snel mogelijk herstellen van myeline, b.v. via stimulering van endogene remyeliniseringsactiviteit of via implantatie van nieuwe remyeliniserende cellen. Essentieel voor het volgen van de- en remyelinisering en de effecten van nieuwe therapieën daarop, is het vastleggen en kwantificeren van veranderingen in de hoeveelheid myeline in MS-patiënten. Tot nu toe wordt MRI gebruikt voor het in kaart brengen van laesie-vorming in de hersenen. MRI is echter niet geschikt om myeline te detecteren en te meten. Positron emissie tomografie (PET), daarentegen, is een imaging methode waarmee, met de juiste specifieke radioliganden biologische processen op een moleculair niveau zichtbaar en meetbaar gemaakt kunnen worden.

85

Hoofdstuk 9


Zo is PET met het radioligand [11C]PK11195 in MS-patiënten gebruikt om microglia-activatie in de hersenen zichtbaar te maken, maar het bepalen van correlaties met demyelinisering was tot nu toe onmogelijk vanwege het ontbreken van specifieke myeline PET liganden. Recentelijk, zijn een 2-tal, nog experimentele, PET-liganden ([11C]CIC en [11C]MeDas) ontwikkeld die de bloed-hersenbarrière kunnen passeren en bij voorkeur binden in gemyeliniseerde delen van het brein. Daarnaast lijkt [11C]-PIB, een PET-tracer die gebruikt wordt om Alzheimerplaques in de hersenen aan te tonen, wellicht ook geschikt als myeline-ligand. In dit pilot onderzoeksproject hebben we de 3 genoemde myeline PET-liganden getest in een model voor MS, gebruikmakend van de PET-scan camera op de afdeling Nucleaire Geneeskunde en Moleculaire Beeldvorming van het UMCG.

jaar weefsel van bijna 180 MS-obducties kunnen uitnemen en is een omvangrijke collectie MS-hersenweefsel opgebouwd voor MS-onderzoek (zie ook elders in dit katern). Een deel van deze weefselblokjes is basaal getypeerd om de diagnose van de donor te kunnen stellen en deels al uitgegeven voor onderzoek wereldwijd. Echter, een belangrijk deel van het weefsel kan effectiever worden uitgegeven wanneer precieze informatie over demyeliniserende- en ontstekingsactiviteit, axonale schade, aanwezigheid van grijze stof laesies en beginnende activiteit e.d kan worden vastgesteld. Een onderzoeker die een medicijn tegen afbraak van myeline zoekt heeft demyeliniserende ontstekingen nodig, terwijl een onderzoeker die herstel van myeline onderzoekt juist remyeliniserende laesies nodig heeft. Typering van de weefselblokjes zal deze unieke collectie materiaal dus meer effectief ontsluiten en MS-onderzoek wereldwijd vooruit helpen. Het ziektebeloop van MS verschilt veel van patiënt tot patiënt en waarschijnlijk zijn er verschillende typen MS die waarschijnlijk te herleiden zijn tot verschillen in typen MS-laesies. Denk aan ontstekings- en demyeliniserende activiteit, locatie in de grijze stof, mate van remyelinisatie e.d. Dus, terwijl de collectie wordt geanalyseerd kan al worden gezocht naar verschillende typen MS.

Bereikte resultaten Eerst hebben we de bindingspatronen en de afbraaksnelheid van de PET ligands na intraveneuze toediening in het model geanalyseerd. Daaruit bleek dat de liganden zich inderdaad specifiek binden aan witte stof in de hersenen en dat ze snel weer worden afgebroken (afbraak van 70% binnen 60 minuten voor [11C]CIC en zelfs binnen 10 minuten voor [11C]MeDAS en [11C]-PIB). Vervolgens hebben we met behulp van een stereotactische injectie met het toxine lycolecithine een demyeliniseringslaesie (vergelijkbaar met een MS-laesie) aangebracht in de hersenen van het model en gekeken of we het de- en remyeliniseringsproces konden volgen in de PET-scan. Met alle 3 de myeline PET-tracers konden de kleine demyeliniseringslaesies in het modelbrein duidelijk gedetecteerd worden en het (spontane) remyeliniseringsproces gevolgd worden; bovendien bleek met name [11C]MeDAS zeer geschikt om myeline in het ruggenmerg zichtbaar te maken. Om deze myeline PET-tracers veilig in MS-patiënten te kunnen gaan gebruiken, moeten ze nu toxicologisch getest en klinisch goedgekeurd worden. Onderzoekers R. Roessler Daniele de Paula Faria, promovendus Begeleiders Dr. J.C.V.M. Copray, neurobioloog Dr. E. de Vries, radiochemicus Instituut Universitair Medisch Centrum Groningen (UMCG), afd. Neurowetenschappen Universitair Medisch Centrum Groningen (UMCG), afd. Nucleaire Geneeskunde en Moleculaire Beeldvorming Looptijd van het onderzoek februari 2011 – februari 2012 Subsidie €50.000,-

Bereikte resultaten Er is begonnen om demyeliniserende-, remyeliniserende- en ontstekingsactiviteit van de laesies vast te stellen en om laesies in de grijze stof te identificeren. We maken eerst foto’s van de zeer dunne plakjes die van de blokjes worden gesneden en worden gekleurd voor myeline en macrofagen die myeline opnemen. Al deze plakjes worden gekarakteriseerd door twee specialisten en MS-afwijkingen worden beschreven en in de foto’s aangetekend met een nummer. De foto’s met laesie karakterisatie worden in de NHB database opgenomen. Zodoende kunnen MS-onderzoekers die bijvoorbeeld actieve MS-ontstekingen of grijze stof laesies nodig hebben, zelf op de foto’s kijken welk blokje het meest geschikt is voor hun onderzoek. Vaak zitten ook meerdere typen MS-ontstekingen in één blokje. Op dit moment hebben we alle weefselblokjes van de 182 MS-patiënten (t/m 2012) waarvan nog weefsel beschikbaar was in de NHB, gesneden en gekleurd. We hebben de complete karakterisatie van 111 MS-hersendonoren volledig af en verwerkt. 41 anderen zijn gestageerd, maar nog niet geëvalueerd en ingevoerd. De overige 30 MS-patiënten zijn gesneden en gekleurd, en worden nu gekarakteriseerd. Van deze karakterisatie is al aan verschillende MS-onderzoeksgroepen weefsel uitgegeven. In totaal betreft dit project een analyse van ca. 4000 hersenstukjes met MS-ontstekingen. Het DNA en de cerebrospinale vloeistof van het merendeel van de donoren is ook al geanalyseerd en ook zijn alle klinische rapportages van de patiënten geanalyseerd op ziektebeloop. Momenteel worden nu alle genetische, neuropathologische en klinische gegevens geanalyseerd om te onderzoeken of specifieke afwijkingen in de hersenen bij MS samengaan met een bepaald ziektebeloop en een specifieke genetische achtergrond. Onderzoekers Sabina Luchetti, MD, PhD, post doc Valeria Ramaglia, PhD, post doc Karianne Schuurman, analist Joost Smolders, MD, post doc Begeleider Inge Huitinga, PhD, groepsleider Onderzoeksgroep Neurologie en directeur van de Nederlandse Hersenbank

9.8 KARAKTERISATIE VAN MS LAESIES VAN DE NEDERLANDSE HERSENBANK (09-666 MS) Doel van het onderzoek Uitgebreide karakterisering van meer dan 4000 MS-laesies van 180 MS-patiënten van de Nederlandse Hersenbank (NHB) teneinde verschillende typen MS te kunnen herkennen en deze stukjes MS-hersenweefsel gericht uit te kunnen geven aan de beste MS-ondezoeksprojecten wereldwijd. Achtergrond van het onderzoek De NHB heeft een succesvol hersendonorprogramma voor MS. Hierdoor heeft de NHB in de afgelopen 30 86

Instituut Nederlands Instituut voor Neurowetenschappen (NIN) Looptijd van het onderzoek mei 2010- mei 2013 Subsidie € 365.000,- (VriendenLoterij)

87

Functies binnen de wetenschap

Functies binnen de wetenschap

FUNCTIES BINNEN DE WETENSCHAP

Hematoloog: een arts die gespecialiseerd is in het bestuderen van bloed.

Onderzoekers

Immunoloog: een arts die gespecialiseerd is in het immuunsysteem, het afweersysteem van het lichaam.

AIO: (= assistent in opleiding), een meestal pas afgestudeerde bioloog, biochemicus of arts die promotieonderzoek uitvoert. Dit promotieonderzoek duurt in de regel 4 jaar en wordt door de AIO afgesloten met het schrijven van een proefschrift. De AIO verdedigt dit proefschrift tijdens de promotie, waarna hij of zij de doctorstitel zal krijgen.

Internist: een arts die gespecialiseerd is in geneeskunde van de inwendige organen. Klinisch epidemioloog: een arts die gespecialiseerd is in de verspreiding van ziekten onder de bevolking. Medisch fysioloog: een arts die gespecialiseerd is in het functioneren van het lichaam in geval van ziekte.

OIO: (= onderzoeker in opleiding), zie AIO Moleculair bioloog: een wetenschapper die gespecialiseerd is in het bestuderen van DNA (erfelijk materiaal). Wetenschappelijk onderzoeker: een afgestudeerde bioloog, biochemicus of arts die onderzoek uitvoert waarbij het onderzoek niet direct bedoeld is om te leiden tot promotie van de onderzoeker. Arts-onderzoeker: een (pas afgestudeerde) arts die onderzoek uitvoert dat meestal moet leiden tot promotie van de onderzoeker.

MR-fysicus: een natuurkundige die gespecialiseerd is in MRI. Neurofysioloog: een arts die gespecialiseerd is in het functioneren van het zenuwstelsel. Neuro-immunoloog: een immunoloog die gespecialiseerd is in zenuwcellen.

AGIKO: (= assistent geneeskundige in opleiding tot klinisch onderzoeker), een (pas afgestudeerde) arts die promotieonderzoek combineert met een opleiding tot specialist. Analist: een persoon die is afgestudeerd aan de Hogere of Middelbare Laboratorium School en die onderzoek uitvoert. Dit onderzoek wordt grotendeels zelfstandig uitgevoerd door de analist en staat onder leiding van een AIO, arts-onderzoeker of postdoc.

Neuroloog: een arts die gespecialiseerd is in zenuwen (neuron = zenuw). Neuropatholoog: een arts die gespecialiseerd is in de bestudering van onder de microscoop zichtbare afwijkingen van zenuwcellen en zenuwweefsel die het gevolg zijn van een ziekte. Neurowetenschapper: een wetenschapper die gespecialiseerd is in het bestuderen van het zenuwstelsel.

Bursaal: een onderzoeker die niet in loondienst is, maar van een studietoelage (beurs) leeft. Postdoc: een onderzoeker die tijdens een eerdere onderzoeksperiode gepromoveerd is en dus de doctorstitel bezit. Een postdoc voert zelfstandig onderzoek uit en schrijft meestal zelf zijn onderzoeksprojecten. De meeste postdocs doen onderzoek op projectbasis. Senior wetenschapper: een ervaren postdoc die meestal ook betrokken is bij het begeleiden en uitbreiden van een onderzoeksgroep.

Patholoog: een arts die gespecialiseerd is in kennis over onder de microscoop zichtbare afwijkingen in weefsel die het gevolg zijn van een ziekte. Psycholoog: iemand die gespecialiseerd is in (het functioneren van) de menselijke geest. Radioloog: een arts die gespecialiseerd is in het maken van plaatjes van organen binnenin het lichaam met behulp van technieken als MRI, röntgenfoto’s etc.

Begeleiders Biochemicus: een wetenschapper die gespecialiseerd is in het bestuderen van eiwitten. Bioloog: een wetenschapper die gespecialiseerd is in het bestuderen van levende wezens. Celbioloog: een bioloog die gespecialiseerd is in het bestuderen van cellen. Fysicus: een natuurkundige. Fysioloog: een arts of wetenschapper die gespecialiseerd is in het functioneren van het lichaam. Genealoog: een stamboomdeskundige. Geneticus: een arts of wetenschapper die gespecialiseerd is in het bestuderen van erfelijke eigenschappen. Genetisch epidemioloog: een arts die gespecialiseerd is in de verspreiding van erfelijke factoren die de gevoeligheid voor een ziekte verhogen onder de bevolking. 88

89

Woordenlijst

Woordenlijst

Woordenlijst

Demyelinisatie: (letterlijk: ontmyelinisering), het verdwijnen van myeline om een zenuw.

Acuut: plotseling en direct optredend, kortdurend.

Dendritische cellen: witte bloedcellen die met name zeer goed antigeen kunnen presenteren.

Allel: een vorm van een gen. Bijvoorbeeld: mensen met blauwe, groene en bruine ogen hebben allen de genen die verantwoordelijk zijn voor oogkleur. Zij hebben echter andere allelen van deze genen, die zorgen voor de verschillende kleuren.

Diffuus: zich over een groot gebied uitstrekkend.

Antigeen: een stof die een reactie van het afweersysteem oproept. Een antigeen is normaal een stof die niet in het lichaam thuishoort. De reactie van het afweersysteem is bedoeld om het antigeen onschadelijk te maken. Voorbeelden van antigenen zijn virussen en bacteriën. Antigeen-presenterende cellen: cellen van het afweersysteem die een antigeen kunnen ‘presenteren’ of ‘aanbieden’ aan andere cellen van het afweersysteem. Hierdoor wordt het afweersysteem geactiveerd, waardoor het antigeen wordt opgeruimd. Anti-inflammatoir: ontstekingsremmend. Antilichaam: een eiwit dat door het afweersysteem wordt gemaakt als reactie op een antigeen. Een antilichaam bindt aan het antigeen waartegen het is opgewekt en zorgt er op deze manier voor dat dit antigeen onschadelijk wordt gemaakt of wordt verwijderd. Astrocyt: (letterlijk: stervormige cel), een bepaald type hersencel. Bij beschadigingen aan zenuwcellen vullen astrocyten de ontstane ruimte op en vormen hierbij een litteken. Auto-immuniteit: een ongewenste reactie van het afweersysteem waarbij het afweersysteem het eigen lichaam aanvalt. Autoreactief: cellen van het immuunsysteem zijn autoreactief als ze het lichaam van de persoon zelf aanvallen.

DNA: (desoxyribonucleic acid = desoxyribonucleïnezuur), het materiaal waarin de erfelijke informatie is vastgelegd. EDSS: (=expanded disability status scale), een schaal die gebruikt wordt om aan te geven hoe groot iemands bewegingsbeperkingen zijn. Exacerbatie: een terugval in of opflakkering van MS, een periode met klachten. Wordt ook wel schub genoemd. Extracellulaire matrix: (= buiten de cel gelegen geordend geheel), de tussen de cellen gelegen eiwitten en andere stoffen. Focaal: zich tot een klein gebied beperkend en scherp begrensd. Gadolinium: stof die kan worden gebruikt als contrastvloeistof bij een MRI-scan. Dient bij MS als marker voor lekkage van de bloed-hersenbarrière. Een gadoliniumsignaal op een MRI-beeld betekent dus dat het gadolinium via een lek in de bloed-hersenbarrière het centrale zenuwstelsel moet zijn binnengekomen. Dit gebeurt op plekken waar nieuwe ontstekingen en dus laesies ontstaan. Gen: de drager van erfelijke informatie. Genetica: (=erfelijkheidsleer), de tak van de wetenschap die de erfelijkheid en erfelijke eigenschappen bestudeert. Glia cellen: de niet-zenuwcellen in het centrale zenuwstelsel: astrocyten, microglia en oligodendrocyten.

B-cel: een bepaald soort witte bloedcel. B-cellen zijn van het immuunsysteem die als taak hebben om antilichamen te maken. Deze antilichamen kunnen binden aan een antigeen om deze onschadelijk te maken. Biomarker: een stof in het bloed of hersenvloeistof die informatie kan geven over de aanwezigheid, de vorm, de activiteit of het verloop van de ziekte. Bloed-hersenbarrière: de laag van cellen en eiwitten tussen het bloed en het centrale zenuwstelsel die ervoor zorgen dat cellen en de meeste eiwitten niet vanuit het bloed in de hersenen en het ruggenmerg kunnen komen. De bloed-hersenbarrière beschermt onder normale omstandigheden het centrale zenuwstelsel tegen schadelijke stoffen en cellen in het bloed.

90

Grijze stof: de gebieden in de hersenen die met zenuwcellen gevuld zijn. Deze gebieden zien er grijs uit als je de hersenen doorsnijdt en bekijkt. Histologie: (=weefselleer), de bestudering van weefsels, met name met behulp van speciale kleurreacties en de microscoop. (Immuno)histochemie: een techniek waarbij wordt onderzocht of en in welke mate een stof in weefsel aanwezig is door deze stof een speciale kleur te geven.

Centraal zenuwstelsel: de zenuwen in de hersenen en het ruggenmerg.

Immunologie: (= de leer van het immuunsysteem), de tak van wetenschap die het afweersysteem van het lichaam bestudeert.

Chronisch: langdurig, aanhoudend.

Immunologisch: van het immuunsysteem.

Cognitief: geheugen, concentratie en leren.

Immuunglobuline: een antilichaam.

Cytokine: een stof die een rol speelt in het afweersysteem. Een cytokine is een stof die geproduceerd wordt door afweercellen. Cytokines kunnen afweercellen en hiermee dus ook ontstekingen activeren of juist remmen.

Immuunreactie: de afweerreactie van het lichaam.

91

Woordenlijst

Immuunsysteem: het afweersysteem van het lichaam dat beschermt tegen infectie met bacteriën, virussen of schimmels.

Woordenlijst

Polymorfisme: een variatie in een gen die bij een groot deel van de bevolking voor komt. Post mortem: na overlijden.

Klinisch: met betrekking tot onderzoek en behandeling van patiënten. Knock-out: een model waarin een bepaald gen uitgeschakeld of verwijderd is. Kwantitatieve MRI: een vorm van MRI waarbij niet het maken van afbeeldingen, maar het verrichten van metingen de belangrijkste rol speelt. Kwantitatieve MRI maakt het mogelijk om verschillende MRI’s beter met elkaar te vergelijken en om kleinere verschillen waar te nemen. Laesie: een aangedaan gebied. In MS betekent dit een gebied waarin de myeline is verminderd of verdwenen en waar vaak een litteken is ontstaan. Liquor: hersenvloeistof, de vloeistof die zich in de hersenen en het ruggenmerg bevindt en die de hier aanwezige cellen van voedingsstoffen voorziet en afvalproducten afvoert. Lymfocyt: een B- of een T-cel, witte bloedcel. Macrofaag: (letterlijk: grote eter), een cel van het afweersysteem die tot taak heeft om dode cellen of aan antilichaam gebonden antigenen te verwijderen door deze ‘op te eten’. Marker: een stof waarmee een bepaald proces in het lichaam gevolgd of aangetoond kan worden. Microglia: (letterlijk: kleine glia), een bepaald type hersencel. De microglia maken deel uit van het afweersysteem van de hersenen en zijn als het ware de macrofagen van de hersenen.

Primair progressieve MS (PPMS): een vorm van MS waarin vanaf het begin van de ziekte verslechtering optreedt. Ongeveer 15% van de MS-patiënten heeft deze vorm van MS. Pro-inflammatoir: ontstekingsbevorderend, ontstekingsactiverend. Receptor: (letterlijk: ontvanger), een eiwit dat als een soort antenne dienst doet op een cel. Een receptor kan signalen (stoffen) van buiten de cel opvangen en doorsturen naar binnen. Elke receptor kan meestal maar één stof herkennen en vangen. Voorbeeld: een receptor voor een groeifactor zal deze groeifactor vangen als die buiten de cel aanwezig is en naar binnen in de cel het signaal doorgeven dat de cel moet groeien of nieuwe cellen moet gaan vormen. Relapsing-remitting MS (RRMS): een vorm van MS waarbij perioden met klachten worden afgewisseld door perioden van geheel of gedeeltelijk herstel. De meeste mensen met MS hebben aanvankelijk relapsing-remitting MS. Deze vorm kan op den duur overgaan in secundair progressieve MS. Remissie: een periode van afname van klachten en mogelijk herstel bij relapsing-remitting MS. Remyelinisatie: (letterlijk: hermyelinisering), het -gedeeltelijk- terugvormen van een myelineschede om een zenuw waarvan de myelineschede eerder verdwenen of aangetast is. RNA: (ribo nucleic acid = ribonucleïnezuur), een op erfelijk materiaal (DNA) lijkende stof. Als een gen actief wordt, worden van het DNA in het gen RNA-kopieën gemaakt. Met behulp van deze RNA-kopieën wordt vervolgens het eiwit gemaakt.

MicroRNA: een kort stukje genetisch materiaal (RNA) dat andere genen activeert of juist remt. Monocyt: een bepaald type witte bloedcel. Monocyten zijn de voorlopercellen van macrofagen. Myelinisatie: de vorming van een myelineschede om een zenuwvezel. MRI: (magnetic resonance imaging) een techniek waarmee met behulp van metingen met magneetvelden ‘in weefsel gekeken kan worden’. Met behulp van MRI kunnen plaatjes van het centrale zenuwstelsel gemaakt worden die laten zien of en op welke plaatsen schade is ontstaan en of er ontstekingen zijn. Obductie: het onderzoeken van organen na iemands overlijden. Oligodendrocyt: (letterlijk: cel met enkele uitlopers of vertakkingen), cellen die myeline vormen om de zenuwen in het centrale zenuwstelsel. De cellen maken myeline en sturen dit naar hun uitlopers. Deze uitlopers wikkelen zich vervolgens om de zenuwen en vormen zo de myelineschede.

Schub: een terugval in of opflakkering van MS, een periode met klachten. Wordt ook wel exacerbatie genoemd. Secundair progressieve MS: een vorm van MS die op kan treden na relapsing-remitting MS. MS die aanvankelijk een aanvalsgewijs karakter had, kan na verloop van tijd overgaan in secundair progressieve MS. Bij secundair progressieve MS treedt er verslechtering op zonder tussentijds herstel. Serum: de vloeistof uit het bloed. Bloed waaruit de cellen zijn verwijderd. T-cel: een bepaald soort witte bloedcel. T-cellen zijn cellen van het afweersysteem die heel specifiek kleine stukjes van indringers zoals virussen en bacteriën herkennen. Deze herkenning leidt ofwel tot het doden van geïnfecteerde cellen ofwel tot het stimuleren van een afweerreactie. Tolerantie: het verschijnsel dat het afweersysteem ongevoelig is (geworden) voor een bepaald antigeen waarop het normaal gesproken wel reageert.

Pathologie: (letterlijk: ziekteleer), bestudeert het ontstaan en verloop van een ziekte. Transmigratie: het passeren van de bloed-hersenbarrière door witte bloedcellen. Peptide: een stukje van een eiwit. Virologie: (=virusleer), de tak van wetenschap die virussen bestudeert. Perivasculair: rondom de bloedvaten gelegen (peri = rondom, vasculair = de bloedvaten betreffend). Pilot: een vooronderzoek. Een onderzoek van beperkte omvang (maximaal 1 jaar) om te bekijken of verder onderzoek aan het onderwerp zinvol en technisch mogelijk is. 92

Witte stof: de gebieden van het centrale zenuwstelsel waarin de gemyeliniseerde delen van de zenuwen gelokaliseerd zijn.

93

Colofon Grafische vormgeving: Mw. K. Zuidwijk Fotografie: H. Athmer e.a. Drukwerk: Regalis B.V. Zeist Redactie: Mw. K. Zuidwijk Eindredactie: Mw. D. Roos

94

www.fsc.org

MIX papier van verantwoorde herkomst FSC® C009308

Stichting MS Research Leidseweg 557-1 Postbus 200, 2250 AE Voorschoten T 071 5 600 500 98

ING betaalrekening 6989 ABN AMRO 70.70.70.376 [email protected] www.msresearch.nl

Krachten bundelen... op weg naar beter WETENSCHAPSKATERN 2012

Recommend Documents