DNA van embryonale brein geeft inzicht in psychiatrische aandoeningen

Delen

2 mei 2024

Nog niet eerder is het embryonale brein in kaart gebracht. Maar nu hebben Marijn Schipper en Danielle Posthuma van de Vrije Universiteit Amsterdam en Camiel Mannens en Stin Linnarsson van het Karolinksa Institutet in Zweden een grote atlas gemaakt van een half miljoen cellen in het embryonale brein. Ook hebben zij in kaart gebracht welke stukken DNA ''open'' en dus actief zijn in deze cellen. Deze nieuwe atlas zorgt ervoor dat de ontwikkeling van verschillende types cellen in gezonde breinen beter te bestuderen is.

Door te begrijpen hoe een gezonde ontwikkeling van de verschillende types hersencellen eruit ziet kunnen de onderzoekers ook beter begrijpen hoe verstoringen hiervan tot ziektes kunnen leiden. Zo is te lezen in het onderzoek, gepubliceerd in Nature.

Actief DNA
Soortgelijke atlassen zijn wel eerder gemaakt in mensen, maar nog nooit eerder in het totale brein tijdens de embryonale ontwikkeling. ''Het vroege embryonale stadium is een cruciale periode in de ontwikkeling van het brein. Veel cellen specialiseren zich en daarmee gaat een heel nauwkeurige organisatie van het DNA gepaard. In deze periode worden sommige stukken DNA dichtgezet, in die cel hebben ze op dat moment even geen functie, en sommige stukken DNA staan juist open. In die cel hebben die stukken DNA een belangrijke rol in het reguleren van de expressie van eiwitten'', legt neurowetenschapper Danielle Posthuma uit.

In vroeg stadium opsporen van fouten
Verschillende celtypen, bijvoorbeeld neuronen, kunnen worden gekarakteriseerd aan de hand van de patronen van de stukken DNA die open en dicht zijn. Deze patronen veranderen dus ook over tijd. De onderzoekers hebben bewust gekozen om de open stukken DNA in de vroege embryonale ontwikkelen in kaart te brengen omdat fouten in dit vroege stadium grote gevolgen kunnen hebben, bijvoorbeeld voor het ontstaan van psychiatrische aandoeningen.

Ontwikkeling van psychiatrische aandoeningen
Zo heeft Marijn Schipper onderzocht of de stukken DNA die actief zijn in specifieke celtypen genetische varianten bevatten, waarvan uit eerder grootschalig genetisch patiëntonderzoek bekend is dat ze betrokken zijn bij het ontstaan van psychiatrische aandoeningen. Uit de analyses bleek dat de patronen van de open stukken DNA samenvallen met stukken DNA die ook gelinkt zijn aan ADHD, anorexia, autisme spectrum aandoeningen, depressie, slapeloosheid en schizofrenie.

Depressie
De sterkste associatie werd gevonden voor depressie. Zo ontdekten de onderzoekers dat genetische varianten die al eerder gelinkt zijn aan depressie, bijzonder vaak voorkomen in stukken DNA die vooral actief zijn tijdens de vroege embryonale ontwikkeling in een specifiek type neuronen in de middenhersenen. Deze link met de middenhersenen is nieuw, en biedt nieuwe onderzoeksrichtingen met een specifieke focus op de middenhersenen voor het begrijpen van de erfelijke component van depressie.

Gerichter onderzoek
De nieuwe atlas biedt een schat aan informatie over hoe het vroegembryonale brein zich ontwikkelt en hoe de regulatie van DNA in verschillende celtypes daar een rol bij speelt. Met deze informatie is er ook meer inzicht te krijgen in processen wanneer het mis gaat, zoals bijvoorbeeld bij psychiatrische aandoeningen maar ook bij de ontwikkeling van verschillende soorten hersentumoren.