Leestijd: 3 minuten
De toevoeging van L-serine, een natuurlijk aminozuur dat nodig is voor de vorming van eiwitten en zenuwcellen, vertraagt de tekenen van amyotrofe laterale sclerose (ALS) in een dierstudie.
Het onderzoek betekent ook een belangrijke vooruitgang in de diermodellering van ALS, een slopende neurodegeneratieve ziekte, zei David A. Davis, Ph.D., hoofdauteur en onderzoek assistent-professor neurologie en associate director van de Brain Endowment Bank aan de Universiteit van Miami Miller School of Medicine.
Het nieuwe onderzoeksprotocol met vervets lijkt meer overeen te komen met hoe ALS zich bij mensen ontwikkelt, aldus Dr. Davis, in vergelijking met historische modellen waarbij knaagdieren worden gebruikt. Wanneer hij en zijn collega’s de meerkatten een toxine gaven dat door blauwgroene algen wordt geproduceerd, bekend als N-methylamino-L-alanine, of BMAA, ontwikkelden ze een pathologie die sterk lijkt op de manier waarop ALS het ruggenmerg bij mensen aantast.
Wanneer een groep van deze dieren gedurende 140 dagen L-serine samen met BMAA kreeg toegediend, was de strategie beschermend – de meerkatten vertoonden aanzienlijk minder tekenen van eiwitinsluitingen in ruggenmergneuronen en een afname van pro-inflammatoire microglia. De resultaten werden op 20 februari gepubliceerd in het prestigieuze Journal of Neuropathology & Experimental Neurology.
“De grote boodschap is dat blootstelling aan deze cyanobacteriële toxine via de voeding ALS-achtige pathologie veroorzaakt, en als je L-serine in het dieet opneemt, zou dit de progressie van deze pathologische veranderingen kunnen vertragen,” zei Dr. Davis.
“Ik was verrast hoe dicht het model ALS bij mensen weerspiegelde,” voegde hij eraan toe. Naast het kijken naar veranderingen in de hersenen, “toen we naar het ruggenmerg keken, was dat echt verrassend.” De onderzoekers observeerden veranderingen die specifiek zijn voor ALS gezien bij patiënten, waaronder de aanwezigheid van intracellulaire occlusie zoals TDP-43 en andere eiwitaggregaten.
Walter G. Bradley, M.D., F.R.C.P., oprichter van het ALS Klinisch en Onderzoekscentrum aan de Universiteit van Miami Miller School of Medicine, zei: “ALS is een progressieve neurologische ziekte, ook bekend als de ziekte van Lou Gehrig, die progressieve verlamming van de ledematen en ademhalingsproblemen veroorzaakt. Er is een grote onbeantwoorde behoefte aan effectieve therapieën voor deze ziekte. Na klinische tests van meer dan 30 potentiële geneesmiddelen voor de behandeling van ALS, hebben we er nog steeds maar twee die de ziekteprogressie vertragen.”
ALS kan zich bij sommige mensen snel ontwikkelen, wat binnen zes maanden tot twee jaar na de diagnose tot de dood kan leiden. Om deze reden is het moeilijk om mensen in te schrijven voor klinische proeven, een realiteit die de ontwikkeling van een overeenkomstig diermodel ondersteunt, zei Dr. Davis.
Bovendien blijft preventie essentieel. “Dit is een preklinisch model, wat echt het belangrijkste type model is, want als mensen eenmaal een volwaardige ziekte hebben, is het moeilijk om de progressie ervan om te keren of te vertragen,” zei hij.
Het onderzoek bouwt voort op eerdere bevindingen van dr. Davis en collega’s in een studie uit 2016 die aantoonden dat cyanotoxine BMAA veranderingen in de hersenen kan veroorzaken die lijken op de ziekte van Alzheimer bij mensen, waaronder neurofibrillaire klitten en amyloïde afzettingen.
Zelfs met de belofte van L-serine, merken de onderzoekers op dat er een groter plaatje is aan hun nieuwe ALS-diermodel. “Andere geneesmiddelen kunnen ook worden getest, waardoor dit zeer waardevol is voor klinische bevestiging,” zei Davis.
Het onderzoek heeft ook implicaties voor Florida, omdat BMAA afkomstig is van schadelijke blauwalgenbloei, die in de zomermaanden vaker is voorgekomen in Florida.
Volgens Larry Brand, Ph.D., hoogleraar mariene biologie aan de Rosenstiel School of Marine and Atmospheric Science van de Universiteit van Miami, “We hebben ontdekt dat de BMAA van deze bloei tot hoge concentraties in de aquatische voedselketens van Zuid-Florida, en dus in ons zeevoedsel, is gem biomagniseerd.”
“We zijn erg benieuwd naar hoe BMAA individuen in Zuid-Florida beïnvloedt,” zei Dr. Davis. “Dat is onze volgende stap.”
Toekomstig onderzoek zou kunnen proberen om meerdere vragen te beantwoorden, waaronder: Hoe vaak komt BMAA voor in lokale zeevruchten? Wat zijn de risico’s van blootstelling door blootstelling aan aerosolized cyanotoxines? Is er een specifieke groep mensen die door deze blootstelling kwetsbaarder is voor het ontwikkelen van ziekten als Alzheimer en ALS?
Het huidige onderzoek zou niet mogelijk zijn geweest, aldus dr. Davis, zonder interdisciplinaire samenwerking zowel binnen als buiten de Universiteit van Miami. Een andere essentiële factor is de “zeer unieke onderzoeksomgeving” aan de UM-afdeling Neurologie. Zo biedt de Brain Endowment Bank onderzoekers van de Miller School toegang tot andere onderzoekers en tot essentieel onderzoeksmateriaal.
De studie werd ondersteund door financiering van de Josephine P. en John J. Louis Foundation, het William Stamps Farish Fund en Patrick en Heather Henry en het Brain Research Fund, dat werd gefinancierd door een gulle donatie van dr. Rita Eisenberg.