Screenshot YouTube
De onderzoekers: "Onze technologie zal de detectie van de eerste tekenen van de ziekte van Parkinson op cellulair niveau mogelijk maken tot 20 jaar voordat de eerste motorische symptomen zich voordoen. We hopen dat een dergelijke vroege diagnose preventieve behandeling voor deze momenteel ongeneeslijke ziekte zal vergemakkelijken."
De onderzoekers geloven dat de nieuwe aanpak ook vroege diagnose van andere neurodegeneratieve ziekten die verband houden met eiwitaggregaten in neuronen, waaronder de ziekte van Alzheimer, mogelijk zal maken.
Onderzoekers van de Universiteit van Tel Aviv werkten samen met drie grote Israëlische medische centra om een nieuwe methode te ontwikkelen voor het detecteren van eiwitaggregatie in cellen - een kenmerk van de ziekte van Parkinson. De technologie kan diagnose mogelijk maken tot 20 jaar voordat de eerste motorische symptomen zich voordoen, wat de behandeling of zelfs preventie van de ernstige ziekte die momenteel ongeneeslijk is, vergemakkelijkt.
De nieuwe aanpak is gebaseerd op superresolutiemicroscopie gecombineerd met computationele analyse, wat een nauwkeurige mapping van de moleculen en structuur van de aggregaten mogelijk maakt. De onderzoekers: "Onze methode kan worden gebruikt om vroege signalen te identificeren en preventieve behandeling mogelijk te maken bij jongeren die later in hun leven risico lopen op de ontwikkeling van Parkinson. In de toekomst kan de technologie ook worden aangepast voor vroege diagnose van andere neurodegeneratieve ziekten, waaronder Alzheimer."
De studie werd uitgevoerd door onderzoekers van de School of Neurobiology, Biochemistry & Biophysics aan de Wise Faculty of Life Sciences, de Sagol School of Neuroscience en de Faculty of Medical and Health Sciences aan de Universiteit van Tel Aviv, onder leiding van Prof. Uri Ashery en PhD-kandidaat Ofir Sade. Andere deelnemers waren: Prof. Anat Mirelman, Prof. Avner Thaler, Prof. Nir Giladi, Prof. Roy Alcalay, Prof. Sharon Hassin, Prof. Nirit Lev, Dr. Irit Gottfried, Dr. Dana Bar-On, Dr. Meir Kestenbaum, Dr. Saar Anis, Dr. Shimon Shahar, Daphna Fischel, Dr. Noa Barak-Broner, Shir Halevi en Dr. Aviv Gour – allemaal van de Universiteit van Tel Aviv, met sommigen ook verbonden aan de Tel Aviv Sourasky (Ichilov), Sheba of Meir Medical Centers. Onderzoekers uit Duitsland en de VS droegen ook bij aan de studie. Het artikel werd gepubliceerd in Frontiers in Molecular Neuroscience.
Prof. Ashery: "De ziekte van Parkinson is de op één na meest voorkomende neurodegeneratieve ziekte ter wereld na Alzheimer - met ongeveer 8,5 miljoen mensen met Parkinson die vandaag de dag wereldwijd leven en 1.200 nieuwe patiënten die jaarlijks in Israël worden gediagnosticeerd. De slopende ziekte wordt gekenmerkt door de vernietiging van dopaminerge (dopamineproducerende) neuronen in het Substantia Nigra-gebied van de hersenen. Tegenwoordig is de diagnose van de ziekte van Parkinson voornamelijk gebaseerd op klinische symptomen zoals tremoren of loopstoornissen, naast relevante vragenlijsten. Deze symptomen verschijnen echter meestal in een relatief vergevorderd stadium van de ziekte, wanneer meer dan 50% en tot 80% van de dopaminerge neuronen in de Substantia Nigra al dood zijn. Bijgevolg zijn de beschikbare behandelingen vrij beperkt in hun effect en richten ze zich meestal alleen op motorische problemen. In deze studie zijn we begonnen met het ontwikkelen van een onderzoeksinstrument om de diagnose van Parkinson in een veel eerder stadium mogelijk te maken, wanneer het nog behandelbaar is en verslechtering kan worden voorkomen."
Ofir Sade: "Een bekend kenmerk van Parkinson is celdood als gevolg van aggregaten van het alfa-synucleïne-eiwit. Het eiwit begint ongeveer 15 jaar voordat symptomen optreden te aggregeren en cellen beginnen 5-10 jaar voordat diagnose mogelijk is met de middelen die vandaag de dag beschikbaar zijn te sterven. Dit betekent dat we een uitgebreid tijdsbestek van maximaal 20 jaar hebben voor diagnose en preventie, voordat symptomen optreden. Als we het proces in een vroeg stadium kunnen identificeren, bij mensen die 30, 40 of 50 jaar oud zijn, kunnen we mogelijk verdere proteïne-aggregatie en celdood voorkomen."
Eerdere studies hebben aangetoond dat alfa-synucleïne-aggregaten zich ook in andere delen van het lichaam vormen, zoals de huid en het spijsverteringsstelsel. In het huidige werk onderzochten de onderzoekers huidbiopsieën van 7 mensen met en 7 mensen zonder de ziekte van Parkinson, ontvangen van de Sheba, Ichilov en Meir Medical Centers.
Ofir Sade: "We hebben de monsters onderzocht onder een unieke microscoop, waarbij we een innovatieve techniek hebben toegepast die superresolutie-imaging heet, gecombineerd met geavanceerde computeranalyse, waardoor we de aggregaten en de distributie van alfa-synucleïnemoleculen in kaart konden brengen. Zoals verwacht vonden we meer eiwitaggregaten bij mensen met Parkinson dan bij mensen zonder de ziekte. We hebben ook schade aan zenuwcellen in de huid vastgesteld, in gebieden met een grote concentratie van het pathologische eiwit."
Met het bewijs van het concept dat is verkregen door de studie, zijn de onderzoekers nu van plan hun werk uit te breiden, ondersteund door de Michael J. Fox Foundation for Parkinson's Research. In de volgende fase zullen ze het aantal monsters verhogen tot 90 - 45 van gezonde proefpersonen en 45 van mensen zonder de ziekte van Parkinson - om verschillen tussen de twee groepen te identificeren. Ofir Sade: "We zijn van plan om het exacte punt te bepalen waarop een normale hoeveelheid eiwitten verandert in een pathologisch aggregaat. Daarnaast zullen we samenwerken met Prof. Lior Wolf van de School of Computer Science van TAU om een machine learning-algoritme te ontwikkelen dat correlaties zal identificeren tussen resultaten van motorische en cognitieve tests en onze bevindingen onder de microscoop. Met behulp van dit algoritme zullen we de toekomstige ontwikkeling en ernst van verschillende pathologieën kunnen voorspellen."
Prof. Ashery: "In deze studie hebben we verschillen geïdentificeerd tussen weefsels van mensen met en zonder de ziekte van Parkinson, met behulp van superresolutiemicroscopie en computationele analyse. In toekomstige studies zullen we het aantal monsters verhogen en een machine learning-algoritme ontwikkelen om relatief jonge individuen te identificeren die risico lopen op de ziekte van Parkinson. Onze belangrijkste doelgroep zijn familieleden van patiënten met de ziekte van Parkinson die mutaties dragen die het risico op de ziekte verhogen. We leggen specifiek de nadruk op twee mutaties waarvan bekend is dat ze wijdverspreid zijn onder Asjkenazische Joden. Er is al een klinische proef gaande om een medicijn te testen waarvan verwacht wordt dat het de vorming van de aggregaten die de ziekte van Parkinson veroorzaken, verhindert. We hopen dat het in de komende jaren mogelijk zal zijn om preventieve behandelingen aan te bieden, terwijl de effecten van medicijnen onder de microscoop worden gevolgd. Het is belangrijk om op te merken dat de methode die we hebben ontwikkeld ook geschikt kan zijn voor vroege diagnose van andere neurodegeneratieve ziekten die verband houden met eiwitaggregaten in neuronen, waaronder de ziekte van Alzheimer."
Kommentarer