Nieuws Groep genen benvloedt hersengroei en verstandelijke vermogens
20 oktober 2017

Onderzoekers van het Radboudumc en collega’s in Maastricht, Rotterdam, Groningen en Durham (VS) hebben gevonden dat de hersenomvang mede wordt bepaald door een grote groep samenwerkende genen die bekend staat als de mTOR signaalroute. Mutaties in die groep genen kunnen onder meer leiden tot een opvallend groot hoofd en verstandelijke beperkingen, schrijven ze in Nature Communications. De signaalroute is met medicijnen te beïnvloeden, waardoor de vraag ontstaat of het mogelijk is om deze processen te beïnvloeden.

De grootte van het hoofd heeft een zekere relatie met verstandelijke beperkingen. Zo heeft ruim vijftien procent van de mensen met een verstandelijke beperking een opvallend klein hoofd en is bij ruim vijf procent juist sprake van een opvallend groot hoofd.
 
Belangrijk eiwit
Onderzoekers van het Radboudumc en collega’s in Maastricht, Rotterdam, Groningen en Durham (VS) onderzochten of een groep genen, die samenwerken in de mTOR signaalroute, mede de omvang van de hersenen bepaalt. Het mTOR eiwit staat sterk in de belangstelling, omdat het bij veel belangrijke biologische processen is betrokkenen zoals celgroei en celmigratie. Celmigratie is het verhuizen van cellen. Bij de opbouw van de hersenen moeten veel cellen eerst naar een andere plaats van het brein gebracht worden, voordat ze goed kunnen gaan functioneren.
Onderzoekers onder leiding van geneticus Han Brunner van het Radboudumc  deden een genetische analyse van hersenscans van meer dan 25.000 personen zonder verstandelijke beperking, en vonden dat genetische variatie van ongeveer honderd genen in het mTOR netwerk de hersenomvang duidelijk beïnvloedt. De precieze activiteit van dit mTOR netwerk is dus een belangrijke factor die de hersengroei bepaalt.
 
Van buitenaf bij te sturen
Omdat het mTOR netwerk zo belangrijk is, kunnen mutaties in de betrokken genen leiden tot uiteenlopende problemen zoals kanker, epilepsie, autisme en neurologische ontwikkelingsstoornissen. Tegelijkertijd is bekend dat de werking van mTOR ‘van buitenaf’ is te beïnvloeden met groeifactoren, hormonen, cytokines en andere stoffen. Onderzoek heeft bijvoorbeeld al uitgewezen dat de ernst van de epilepsie bij kinderen met het Tubereuze Sclerose Complex (TSC) is te verminderen met mTOR remmers. TSC is een aandoening die ook door mutaties in de mTOR signaalroute wordt veroorzaakt. Meer kennis over dit genetische netwerk biedt misschien aanknopingspunten om andere aandoeningen aan te pakken of te beïnvloeden die ook door mutaties in de mTOR signaalroute worden veroorzaakt.
 
Verstoorde ontwikkeling
De onderzoekers hebben tevens gekeken of afwijkingen in die signaalroute een rol spelen bij kinderen met verstandelijke beperkingen en een opvallend groot hoofd. Dat is inderdaad het geval. Brunner: “Bij meer dan 800 personen met een ernstige verstandelijke beperking hebben we het mTOR genetische netwerk nader onderzocht. In de groep met een mutatie in het mTOR genetisch netwerk komen opvallend grote hoofden tien keer vaker voor dan bij de groep waar de verstandelijke beperking door andere genen wordt veroorzaakt.”
Bij muizen en zebravissen zagen de onderzoekers dat mutaties in RHEB, een eiwit dat mTOR direct activeert, de hersenontwikkeling inderdaad ernstig verstoren. Brunner: “Er ontstaan grotere hersencellen, grotere hoofden. De normale reisroutes van hersencellen in het brein raken verstoord, waardoor fouten ontstaan in de opbouw. Ook zien we dat er epileptische aanvallen ontstaan.”
 
Hersengroei beïnvloeden
Het dieronderzoek leverde niet alleen extra bewijs op voor de verstorende werking van mutaties in dat netwerk, maar voedt ook de gedachte dat er wellicht mogelijkheden zijn om dit ziekmakende proces te remmen. Bij zebravissen met een afwijkend RHEB eiwit zagen de onderzoekers dat toediening van het medicijn rapamycine leidde tot een normalisering van de mTOR activiteit, waardoor de hersengroei weer normaal werd. Brunner: “Een opvallend groot hoofd komt vaak voor bij personen met een verstandelijke handicap of autisme.  Mogelijk is bij een deel van hen de controle van de normale groeiregulatie door mTOR verstoord. Als die hypothese klopt, wordt het voor een aanzienlijke groep mensen met een verstandelijke beperking bijzonder interessant om dit verder uit te zoeken.”

­­­­­­­­­­-
Publicatie in Nature Communications: Variation in a range of mTOR-related genes associates with intracranial volume and intellectual disability - M.R.F. Reijnders, M. Kousi, G.M. van Woerden, M. Klein, J. Bralten, G.M.S. Mancini, T. van Essen, M. Proietti-Onori, E.E.J. Smeets, M. van Gastel, A.P.A. Stegmann, S.J.C. Stevens, S.H. Lelieveld,C. Gilissen, R. Pfundt, Perciliz L. Tan, T. Kleefstra, B. Franke, Y. Elgersma, N. Katsanis, H.G. Brunner
  • Meer weten over deze onderwerpen? Klik dan via onderstaande buttons door naar meer nieuws.

    Nieuws home

Meer informatie


Pieter Lomans

persvoorlichter

06 3197 0558

Meer nieuws


Aardse bacteriën kunnen overleven op grondstoffen uit de ruimte en minder virulent worden

25 mei 2020

. Onderzoekers van het Radboudumc schrijven in een artikel in Astrobiology dat bacteriën kunnen overleven op een ‘buitenaards dieet’, maar daardoor makkelijker herkend worden door het immuun systeem en minder virulent worden.

lees meer

Laatste vlucht Lifeliner 5 met coronapatiënten Aantal intensive-care-coronapatiënten sterk gedaald

22 mei 2020

Lifeliner 5 heeft vanuit standplaats Volkel 66 coronapatiënten en 2 non-COVID-intensive-care-patiënten vervoerd. De patiënten kwamen veelal uit ziekenhuizen uit het zuiden van het land en werden naar het noorden van Nederland en naar Duitsland gebracht, en vice versa.

lees meer

Twee onderzoeken naar malariavaccins; deel 2 Een vaccin gebaseerd op een verzwakte menselijke malariaparasiet

20 mei 2020

In een vernieuwende studie hebben Radboudumc en LUMC gezamenlijk een kandidaat-vaccin getest op basis van een genetisch verzwakte malariaparasiet. De resultaten van deze klinische trial laten zien dat het vaccin veilig is en een afweerreactie opwekt tegen een malaria-infectie.

lees meer

Twee onderzoeken naar malariavaccins; deel 1 Een vaccin gebaseerd op malariaparasieten die in knaagdieren voorkomen.

20 mei 2020

Een vaccin gebaseerd op malariaparasieten die in knaagdieren voorkomen zorgt bij mensen voor een afname van 95% in infectie van de lever. Een internationale samenwerking publiceert de resultaten in Science Translational Medicine.

lees meer

Thuiswerkers bewegen veel minder door coronamaatregelen Minder woon-werkverkeer wordt niet gecompenseerd

19 mei 2020

Mensen die door de coronamaatregelen minder bewegen omdat ze thuiswerken en minder activiteiten buiten de deur hebben, compenseren deze afname in beweging niet of nauwelijks, blijkt uit onderzoek van het Radboudumc onder deelnemers aan de Vierdaagse en de Zevenheuvelenloop.

lees meer

Ruiken of je darmkanker hebt? Een elektronische neus analyseert je adem

19 mei 2020

Het elektronisch registreren en analyseren van bestanddelen van adem lijkt aan een opmars bezig. Maag-, darm-, en lever-arts Peter Siersema onderzoekt met collega’s of de e-Nose te gebruiken is voor diverse toepassingen.

lees meer