Een genetische aandoening leidt tot een toename van bioactieve lipiden in de hersenen, wat bijdraagt aan een onbalans tussen excitatie en inhibitie in de neuronale circuits en psychische stoornissen in de hand werkt. Behandeling met een enzymremmer die de activering van deze lipiden tegengaat, kan echter het evenwicht herstellen en de symptomen verlichten. Dit is het resultaat van een recent onderzoek naar het verband tussen synaptische lipidesignalering in de hersenen en psychische stoornissen. De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het tijdschrift Molecular Psychiatry en kunnen nieuwe mogelijkheden bieden voor de behandeling van psychische stoornissen.

Onevenwicht tussen excitatie en inhibitie in de hersenen bevordert mentale stoornissen

De teams onder leiding van dr. Johannes Vogt van het Instituut voor Moleculaire en Translationele Neurowetenschappen van de Universiteit van Keulen, dr. Robert Nitsch van het Instituut voor Translationele Neurowetenschappen van de Universiteit van Münster en partners van andere universiteiten onderzochten de rol van het enzym autotaxine en zijn tegenhanger, het eiwit PRG-1, bij het reguleren van het evenwicht tussen excitatie en inhibitie in de hersenen van mensen en muizen. Het onderzoek werd uitgevoerd in het kader van het Collaborative Research Center 1451 “Key Mechanisms of Motor Control in Health and Disease”.

Het project onder leiding van Vogt en Nitsch binnen het CRC houdt zich bezig met het evenwicht tussen excitatie en inhibitie in de hersenen en het effect daarvan op de motorische controle. Dit evenwicht speelt een belangrijke rol bij psychische stoornissen. Tijdens excitatie zorgen neuronale circuits ervoor dat informatie wordt doorgegeven en andere neuronen worden geactiveerd; tijdens inhibitie wordt deze informatieoverdracht onderbroken.

De projectgroepen in Keulen en Münster hadden in eerdere studies al aangetoond dat endogene lipiden in de hersenen worden geactiveerd door het enzym autotaxine en de activiteit van zenuwcellen stimuleren op het centrale schakelpunt van signaaloverdracht, de corticale synaps. Daardoor veranderen ze de informatieverwerking in de netwerken van de hersenen.

Nieuwe perspectieven voor de diagnose en behandeling van psychische stoornissen

In de huidige studie analyseerden de onderzoekers de functionele gevolgen van de veranderde signaalbalans bij 25 personen, die werd veroorzaakt door de antagonist van autotaxine, die de geactiveerde lipiden bij de synaps vermindert. Met behulp van verschillende methoden voor het meten van hersengolven en hersenactiviteit en psychologische tests, vonden ze specifieke veranderingen die ook bij patiënten voorkomen, zogenaamde intermediaire fenotypes van psychische stoornissen. Dit betekent bijvoorbeeld dat vergelijkbare patronen van hersenactiviteit kunnen worden gevonden bij zowel patiënten als hun klinisch gezonde familieleden.

Verder onderzoek in het muismodel bracht aan het licht dat dieren met een vergelijkbare genetische aandoening vergelijkbare symptomen vertonen: verhoogde angst, een depressief fenotype en een lagere stressbestendigheid. De synchronisatie en informatieoverdracht tussen de hersengebieden was bij mensen en muizen op vergelijkbare wijze verstoord. De studie suggereert dat de regulering van excitatie en inhibitie door synaptische lipidesignalering een cruciale rol speelt bij de ontwikkeling van psychische stoornissen.

Autotaxine is het belangrijkste enzym voor lipidenactivatie in de hersenen van muizen en mensen. De verhoogde prikkelbaarheid van de netwerken als gevolg van de genetische aandoening kon worden hersteld door specifieke autotaxineremmers toe te dienen. Volgens de onderzoekers openen deze bevindingen nieuwe perspectieven voor de diagnose en behandeling van dergelijke stoornissen. Volgens de onderzoekers zou gerichte modulatie van synaptische lipidesignalen door autotaxineremmers die de hersenen kunnen bereiken, mogelijkheden kunnen openen voor de behandeling van psychische stoornissen. In toekomstige studies willen de onderzoekers deze benaderingen verder onderzoeken en de werkzaamheid en veiligheid ervan testen in klinische proeven.