UvA-onderzoekers bouwen aan hersenatlas: ‘We begrijpen nog weinig van hoe psychische klachten eruitzien in het brein’
Een psychose of een depressie is nu alleen nog te diagnosticeren op grond van symptomen: wat er verandert is de hersenen is nog onbekend terrein. UvA-neurobiologen willen weten wat er precies in het hoofd gebeurt wanneer mensen last hebben van psychische ziekten en leggen dat vast in een zogenoemde hersenatlas.
‘Welk brein zou je het liefst willen hebben?’ Inge Huitinga, bijzonder hoogleraar neuroimmunologie bij het Swammerdam Instituut van de UvA staat voor twee paar hersenen op sterk water. Het ene brein is kleiner en heeft veel dunnere windingen dan de ander.
‘Het verschrompelde brein is van een Alzheimerpatiënt,’ legt Huitinga uit. ‘Daarvan weten we ondertussen aardig wat over wat er misgaat in het brein. Dit brein daarentegen,’ ze wijst naar het gezonde brein, ‘zou evengoed een psychiatrisch brein kunnen zijn geweest. Daar zie je met het blote oog niets van.’
Dat is een van de redenen waarom het hersenonderzoek naar psychiatrische ziektebeelden zoals psychoses, schizofrenie en depressie is achtergebleven op neurologische ziekten zoals Alzheimer, MS en Parkinson. Huitinga: ‘We weten helemaal niets van de cellulaire en moleculaire veranderingen die leiden tot een depressie of psychose, helemaal nul.’
Om die achterstand in te halen, verenigden neurobiologen, psychiaters, chemici en computationele wetenschappers zich in het Institute for Chemical Neuroscience (iCNS). Eind maart ontving het consortium, geleid door Inge Huitinga (UvA/NIN), Paul Lucassen (UvA) en Mario van der Stelt (RUL), een zwaartekrachtssubsidie ter waarde van 23 miljoen euro om antwoorden te vinden op de vraag hoe cellen in de hersenen veranderen bij psychiatrische symptomen zoals angst en depressie.
Psychiatrische hersenbank
‘Het uitgangspunt is het humane brein,’ vertelt Huitinga in haar werkkamer bij het Nederlands Herseninstituut (NIN-KNAW) in Amsterdam. ‘De meeste onderzoekers maken gebruik van vragenlijsten, hersenscans of proefdiermodellen om symptomen van depressie of angst te onderzoeken, en testen de resultaten later op het mensenbrein. Het probleem daarmee is, dat je een muis wel bang kunt maken, maar niet suïcidaal. Wij willen het juist andersom doen. We beginnen in het mensenbrein – in de mens zelf (in vivo) en in het lab (in vitro) – en valideren die resultaten later in proefdiermodellen.’
De Nederlandse Hersenbank, gesitueerd in het Nederlands Herseninstituut, heeft sinds de oprichting in 1985 goed gedocumenteerd hersenweefsel van 5.000 donoren met en zonder neurologische ziektebeelden. Door een speciaal donor programma voor psychiatrische ziektebeelden dat in 2013 startte, is er nu ook goed gedocumenteerd hersenweefsel van mensen met een psychiatrisch ziektebeeld voor onderzoek beschikbaar.
Daarmee kunnen de onderzoekers van het iCNS nu aan de slag. Ze kijken daarbij niet per diagnose maar per symptoom. Een diagnose wordt namelijk opgesteld door een psychiater op basis van de verhalen van de patiënt. Dat levert hele heterogene patiëntgroepen op, waardoor die groep vergelijken met gezonde mensen (controles) weinig resultaat oplevert.
Met hulp van AI konden de onderzoekers de afzonderlijke symptomen zoals angst en depressie uit de documentatie van de donoren destilleren. Huitinga: ‘We weten welke gebieden in de hersenen de functie beheersen die verstoord raakt bij psychiatrische symptomen. In die gebieden kunnen we per symptoom gaan kijken wat er veranderd is.’
Tussen je oren
Met het onderzoek zouden angststoornissen en depressie in de toekomst mogelijk lichamelijk aangetoond zouden kunnen worden, waarmee het stigma op psychische ziekte verlicht kan worden, hoopt Huitinga. ‘Als iemand angstig is dan zeggen mensen soms: “Het zit tussen je oren”. Maar dat zit het dus ook letterlijk. Als je angstig bent, maken je zenuwcellen in bepaalde gebieden anders contact. Daarom wil ik het brein graag aan mensen laten zien, om te laten zien waar de symptomen vandaan komen.’
(tekst gaat verder onder de afbeelding)
Huitinga loopt vanaf haar werkkamer naar de vriezerruimte: een kamer met een twaalftal gigantische vriezerkasten die permanent op -70 graden Celsius gehouden worden. Ze haalt een ingevroren roze brein uit een van de vriezerkasten in een vacuüm zak. ‘Zo ziet het er herkenbaar uit. Maar wanneer een donor bij de Nederlandse Hersenbank komt, worden er tot 200 gebieden uit de hersenen genomen en apart ingevroren.’ Huitinga haalt een vierkante, wit doos uit de vriezer met daarin een heleboel genummerde bakjes zitten. Ze opent een doosje. Erin ligt een klein zalmkleurig stukje hersenen. ‘Met dit hersengebied ruik je bijvoorbeeld.’
De onderzoekers van het iCNS vragen zestien gebieden op uit de hersenen die relevant zijn voor psychische symptomen. ‘Angst wordt gereguleerd door de amygdala, de amandelkern. Dus wanneer iemand een angststoornis heeft ga je dat gebied bekijken.’
(tekst gaat verder onder de afbeelding)
Daarvoor wordt het hersenweefsel eerst gefixeerd in een soort kaarsvet waar vervolgens hele dunne plakjes van 1/6000ste millimeter van worden gesneden. Met die plakjes kunnen onderzoekers onder de microscoop en met allerlei nieuwe chemische technieken per cel visualiseren welke moleculen, eiwitten en vetten er aanwezig zijn. ‘Alles komt nu samen, de data is er, de chemie is zover, we kunnen nu los.’
Hersenatlas
Terug in haar werkkamer laat Huitinga zien hoe dat eruitziet. Op haar computerscherm staan de gekleurde herseneilandjes, uitvergrotingen van de plakjes onder de microscoop. Ze typt een naam in van een molecuul in op haar computerscherm en drukt op enter. Op het scherm lichten overal groene puntjes op. ‘Dat bedoel ik met een hersenatlas. We kunnen per cel bekijken waar een molecuul zit.’
Wanneer de onderzoekers bijvoorbeeld een bepaald molecuul op het spoor zijn, kunnen ze dat gaan onderzoeken bij mensen met psychiatrische ziekten in de kliniek. Ze kunnen het molecuul opsporen in het bloed of labelen met een ander fluorescent molecuul waardoor het is terug te vinden op een PET-scan van de hersenen. Uit dat onderzoek zouden dan ook geneesmiddelen voor kunnen komen, al is dat nog toekomstmuziek. Huitinga: ‘Ik denk dat we over tien jaar al tevreden kunnen zijn als we een goede diagnose kunnen stellen.’
