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 informatie


Pieter Lomans

persvoorlichter

06 3197 0558

Meer nieuws


14 Radboudianen in top meest geciteerde wetenschappers

12 december 2018

Op de lijst met de 1 procent meest geciteerde wetenschappers van de afgelopen tien jaar, staan 14 wetenschappers die verbonden zijn aan het Radboudumc of de Radboud Universiteit.

lees meer

Onderzoek geneesmiddel zeldzame ziekte kan efficiënter en patiëntgerichter Nieuwe toepassing Bayesiaans gecombineerde N=1 trialmethode

12 december 2018

Om te beoordelen of een geneesmiddel voor een zeldzame ziekte effect heeft, is grootschalig onderzoek met een gerandomiseerde klinische studie niet altijd meer nodig, zeggen onderzoekers van de afdeling Neurologie en Health Evidence van het Radboudumc.

lees meer

Metalen implantaat maakt medicijn Doelgerichte therapie tegen bacteriële infecties

11 december 2018

Onderzoekers van het Radboudumc hebben ontdekt dat het ijzer in metalen implantaten medicijnen zoals antibiotica kan activeren. Op deze manier kunnen antibiotica in het bloed uitsluitend bij een implantaat infecties actief onderdrukken.

lees meer

Kleine groep patienten krijgt meniscusprothese Kunstmeniscus moet leiden tot minder pijn en betere belasting van de knie

10 december 2018

ATRO Medical BV heeft toestemming van de Inspectie Gezondheidszorg en Jeugd om de meniscusprothese Trammpolin® te implanteren bij achttien patiënten. Dit doet ATRO Medical BV samen met het Radboudumc, het Maastricht UMC+ en de Sint Maartenskliniek

lees meer

CardiacBooster ontwikkelt ondersteuningsapparaat voor cruciale dagen na hartinfarct Spin-off Radboudumc ontvangt kwart miljoen van RedMedTech Discovery Fund II

4 december 2018

CardiacBooster, spin-off van het Radboudumc, heeft een lening ontvangen van het RedMedTech Discovery Fund II. Dit versnelt de ontwikkeling van een apparaat dat de pompfunctie van het hart ondersteunt in een kritieke fase na een hartinfarct.

lees meer

MRI verbetert opsporing van prostaatkanker Bij de helft van de mannen is de ‘weefselprik’ niet meer nodig.

3 december 2018

Goed nieuws voor de ruim 40.000 mannen die jaarlijks met een verhoogde PSA-waarde naar het ziekenhuis gaan voor prostaatonderzoek. Bij een normale MRI is geen echogeleid biopt, of ‘weefselprik’ meer nodig.

lees meer
  • Snel naar