Nieuwe inzichten in dystrofine en de hersenen – Nathalie Doorenweerd

Dit onderzoek werd gesponsord door het Duchenne Parent Project.

Als je geen dystrofine eiwit kunt maken, krijg je Duchenne spierdystrofie. Het dystrofine eiwit heeft namelijk een stabiliserende functie in spieren. Dystrofine wordt echter ook in andere weefsels gemaakt, waaronder de hersenen. Welke functie het hier heeft, is nog niet bekend. Om hier meer duidelijkheid in te krijgen, heeft een recent gepubliceerd artikel* in kaart gebracht waar in de hersenen dystrofine zit en wanneer het tijdens de ontwikkeling van foetus tot volwassen mens aanwezig is. In de hersenen komt het eiwit dystrofine in drie verschillende groottes voor; lang, middellang en kort. Dit komt doordat er binnen het dystrofine gen meerdere startpunten voor eiwitten zijn ingebouwd. Als het eerste startpunt wordt gebruikt, wordt het lange hersen dystrofine eiwit gemaakt. Als het tweede startpunt wordt gebruikt, wordt het middellange eiwit gemaakt. Als het derde startpunt wordt gebruikt wordt het korte eiwit gemaakt.

Het artikel laat zien dat het lange dystrofine relatief weinig aanwezig is gedurende de hele levensloop. Het middellange eiwit is daarentegen vooral aanwezig tijdens de vroege ontwikkeling, nog in de baarmoeder. Het korte eiwit is gedurende het hele leven aanwezig, maar in hogere mate dan het lange eiwit.

De structuren binnen de hersenen met veel dystrofine zijn de hippocampus en amygdala, bekend van hun rol bij geheugen en emotie. Verder wordt dystrofine door de hele hersenschors gemaakt. Opvallend was dat in de muis veel dystrofine wordt gezien in de kleine hersenen (het cerebellum), maar dat dit in de mens niet het geval was.

Om dystrofine in kaart te brengen, is een atlas gebruikt. In deze atlas is ook informatie aanwezig over het gebruik van bijna 20.000 andere genen. Van veel van die andere genen is bekend welke functie het bijbehorende eiwit in de hersenen heeft. Door te kijken naar welke genen op hetzelfde moment van de ontwikkeling en op dezelfde plekken binnen de hersenen aanwezig zijn, kan voorspeld worden binnen welke mechanismen dystrofine een rol speelt. Door deze analyse ontdekten de auteurs dat het lange dystrofine waarschijnlijk een rol speelt bij signaal overdracht tussen neuronen. Het middellange dystrofine speelt waarschijnlijk een rol bij de vroege aanleg van de hersenen en het maken van de juiste verbindingen. Het korte dystrofine eiwit lijkt belangrijk te zijn voor de ontwikkeling van de bloedvaten in de hersenen.

Welke hersen dystrofine eiwitten Duchenne patiënten missen is afhankelijk van waar de mutatie in het dystrofine gen zit. Alle patienten missen het lange eiwit, sommige  daarnaast ook het middellange, of ook het middellange en het korte dystrofine. Hoe weet je nu welke versies je kunt maken? Zoals gezegd missen alle patienten het lange dystrofine eiwit. Het middellange dystrofine eiwit kun je maken als je mutatie voor exon 45 valt, terwijl je het korte eiwit kunt maken als je mutatie voor exon 63 valt.

De precieze relatie tussen de afwezigheid van één of meer dystrofines en de leer- en gedragsproblemen is nog niet bekend. Wel lijkt het erop dat leer- en gedragsproblemen vaker voorkomen bij Duchenne patiënten die meerdere hersen dystrofines missen.

*Het volledige artikel is vrij beschikbaar en kun je hier lezen: klik hier