Wetenschappers van de UCLouvain hebben ontdekt dat de balans tussen twee eiwitten een beslissende rol speelt bij de ontwikkeling van de hersenen. Het onderzoek is gepubliceerd in het prestigieuze tijdschrift Science Advancesvan de American Association for the Advancement of Science (AAAS).
Tijdens de embryonale ontwikkeling ontvangen cellen voortdurend talloze prikkels waarop ze reageren via intracellulaire signalen.
Stamcellen moeten zich zowel vermenigvuldigen als neuronen produceren. Er moet een goed evenwicht gevonden worden tussen proliferatie en differentiatie om ongecontroleerde vermenigvuldiging van stamcellen te voorkomen en voldoende productie van neuronen mogelijk te maken.
Een belangrijke vraag is hoe deze meervoudige, soms tegengestelde signalen op elkaar inwerken om het gedrag van onze cellen op een coherente manier te sturen en zo gezonde organen en individuen te vormen.
Alexia Cossard en twee leden van het laboratorium van professor Yves Jossin aan het Institute of Neurosciences van de UCLouvain hebben aangetoond dat tijdens de ontwikkeling van de hersenen een belangrijke interactie tussen eiwitten, MKL/SRF en Bcl6n, bepalend is voor de juiste groei en positionering van hersencellen.
Concreet zorgen deze twee eiwitten voor tegengestelde keuzes in het gedrag van progenitorcellen - die nog geen tekenen van differentiatie vertonen - wanneer ze moeten beslissen of ze zich vermenigvuldigen of neuronen produceren, en ook of ze zich binnen het weefsel verplaatsen. Bovendien heffen deze eiwitten elkaar op als ze elkaar tegenkomen. Het resultaat is een evenwicht dat het resultaat is van een onderlinge krachtmeting.
Cellen hebben verschillende regulatiemechanismen om op een gecontroleerde manier te handelen. Stamcellen ontvangen bijvoorbeeld talloze proliferatiesignalen en experimentele modellen hebben aangetoond dat Bcl6 een ’globale regulator’ is omdat het voorkomt dat ze op verschillende van deze signalen reageren. Bcl6 moet ook onder controle worden gehouden. Hier komt MKL/SRF om de hoek kijken, dat Bcl6 remt terwijl Bcl6 ook SRF remt. Dit mechanisme, waarbij twee signalen elkaar remmen, zorgt ervoor dat de balans kan doorslaan tussen de keuze om zich te vermenigvuldigen of te differentiëren tot een neuron.
We weten dat verstoringen in deze processen kunnen bijdragen aan gezondheidsproblemen zoals microcefalie, epilepsie, mentale retardatie en andere hersenaandoeningen.
De onderzoekers denken dat deze ontdekking de weg kan vrijmaken voor nieuwe benaderingen voor de diagnose en behandeling van hersenziekten bij kinderen. Bovendien zou het bestuderen van dit mechanisme in de volwassen hersenen, maar ook tijdens de vorming en functie van andere weefsels en in kankercellen, een beter begrip kunnen opleveren van de algemene mechanismen van differentiatie- en proliferatiecontrole.
Het onderzoek werd gepubliceerd in het prestigieuze Amerikaanse wetenschappelijke tijdschrift Science Advances, wat het belang ervan op biomedisch gebied onderstreept.