De ziekte van Parkinson wordt al langere tijd in verband gebracht met veranderingen in de darmen. Onderzoekers denken dat een verstoring van de darmflora, het microbioom, de darmwand kan verzwakken. Daardoor kunnen schadelijke stoffen het lichaam binnendringen en uiteindelijk de hersenen bereiken. Mogelijk ontstaat bij ongeveer de helft van de mensen met de ziekte van Parkinson de aandoening op deze manier. Nieuw onderzoek met nagebouwde mini-darmen helpt om dit beter te begrijpen.
Prof. Sven van IJzendoorn (te zien op de foto), celbioloog, en dr. Hermie Harmsen, microbioloog, werken beiden in het UMCG. Ze hebben samen een uniek model ontwikkeld van de menselijke darm waarin zij onderzoeken wat er precies gebeurt wanneer het darmflora verandert. Prof. Sven van IJzendoorn deelt in dit artikel zijn bevindingen.
Als de darm minder goed beschermt
De gunstige bacteriën in onze darmflora scheiden onder andere korteketenvetzuren uit, stoffen die de darmwand in een goede conditie houden. Als je minder van dat soort bacteriën hebt, wordt de darmwand minder stevig en kunnen stoffen van ‘slechte’ bacteriën makkelijker door de darmwand heen lekken.
Hierdoor hoopt alfa-synucleïne, een eiwit dat voorkomt in zenuwcellen in de hersenen en de rest van het zenuwstelsel, zich op in de zenuwcellen in de darm. Het idee is dat die klontjes zich door de jaren heen via de nervus vagus, een lange zenuw die door het lichaam loopt, naar de hersenen verplaatsen. We denken dat bij de helft van de mensen met de ziekte van Parkinson de ziekte in de darmen begint en niet in de hersenen.
De invloed van goede en slechte bacteriën
Wetenschappers zijn het erover eens dat bepaalde bacteriën die als goed gezien worden, minder voorkomen in de darmen van mensen met de ziekte van Parkinson. En dat de bacteriën waarvan bekend is dat ze problemen veroorzaken, meer voorkomen. Maar er is sprake van veel variatie. Het is niet mogelijk om op basis van één bepaalde darmflora te voorspellen welke ziekte die persoon heeft. En dan is het ook nog zo dat de darmflora per persoon verschilt en in dezelfde persoon door de tijd heen ook verschilt.
Daar gaat dit project over. Voor de eerste keer kijken we in een menselijk model of de darmflora van iemand met de ziekte van Parkinson in staat is om de doorlaatbaarheid van de darmwand te veranderen en voor veranderingen te zorgen in de zenuwcellen. Daarvoor hebben we mini-darmen ontwikkeld, ook wel organoïden genoemd.
→ Dit onderzoek wordt gefinancierd door ParkinsonNederland. Lees er hier meer over.
Mini-darmen in het lab
Een niercel is een niercel, omdat de cel het genetische programma voor niercellen draait, een bloedcel draait het genetische programma voor bloedcellen. In het lab kunnen we dat programma uitwissen en een ander programma activeren. We hebben bloedcellen genomen van mensen met de ziekte van Parkinson en het bloedcel-programma uitgezet en het darmcel-programma aangezet. Zo maken we darmweefsel van een paar cellen. Wij hebben als een van de weinigen op de wereld die darmcellen geïntegreerd met zenuwcellen, een echte mini-darm. In dit model brengen we de menselijke darm samen met de darmflora van mensen met de ziekte van Parkinson.
De ene darmflora is de andere niet
We hopen twee vragen te beantwoorden: kan de darmflora van mensen met de ziekte van Parkinson negatieve effecten veroorzaken in de mini-darm van diezelfde patiënten en is dat effect er bij de verschillende versies van de darmflora? Als de darmflora van één patiënt wel veranderingen veroorzaakt en dat van een andere patiënt niet, kun je bekijken wat het verschil is en achterhalen welke componenten van de darmflora klinisch interessant zijn. Dat is belangrijk omdat het veel makkelijker is om in te grijpen in de darmen dan in de hersenen.
Een unieke samenwerking leidt tot uniek onderzoek
Binnen het UMCG werken onderzoekers uit verschillende vakgebieden samen. Via bijeenkomsten en lezingen leren wij elkaar kennen. Zo ben ik ook met Hermie in contact gekomen. Het is de samenwerking met Hermie, en neuroloog Prof. Teus van Laar, die dit project mogelijk maakt. Ik ben een celbioloog die geïnteresseerd is in de darm. Voor mij als niet-hersenwetenschapper is dit project een mooie ingang naar de ziekte van Parkinson. Ik vind het interessant omdat ik onderzoek hoe effecten in de darm gevolgen hebben in de rest van het lichaam. Maar ik kan geen bacteriën kweken of de darmflora analyseren. Hermie is een microbioloog die geïnteresseerd is in de darmflora, maar hij kan geen mini-darmen maken. Zo hebben we ieder onze eigen expertise. Zonder de infrastructuur om bacteriën en minidarmen samen te brengen en de samenwerking tussen Hermie en mijzelf was dit onderzoek niet mogelijk geweest.
De ontwikkelde minidarmen met zenuwcellen in kwestie.
ParkinsonNederland wil zo snel mogelijk de ziekte afremmen en genezen en tegelijk de zorg verbeteren voor mensen die nú parkinson hebben. Daarom investeren we in onderzoek en innovaties die het verschil maken voor mensen met parkinson.