Speuren in de hersenen naar oorzaken psychiatrische ziekten
Wat gebeurt er in de hersenen van mensen met een psychiatrische ziekte? Met een zwaartekrachtsubsidie van 23.23 miljoen euro gaan wetenschappers uit verschillende vakgebieden de komende tien jaar op zoek naar biologische oorzaken. ‘Door onze krachten te bundelen hopen we de diagnose en behandeling voor patiënten met deze ziekten te verbeteren.’
‘We weten eigenlijk nog niet veel van de biologische basis van deze ziekten’, legt de Leidse hoogleraar Mario Van der Stelt uit. ‘Een psychiater stelt zijn diagnose nu aan de hand van de symptomen van de patiënt. Maar er is veel overlap tussen symptomen.’ Van der Stelt vervolgt dat er veel onderzoek is gedaan naar hersenziekten als alzheimer en de ziekte van Parkinson. Maar veel minder naar psychiatrische ziekten zoals depressie en angststoornissen. ‘Daar gaan we met dit consortium verandering in brengen.’
Dat consortium is breed (zie kader). Psychologen, psychiaters, biologen, data-wetenschappers, scheikundigen en bio-farmaceuten uit heel Nederland werken samen aan die ene vraag: wat zijn de biologische oorzaken van psychiatrische ziekten zoals een depressie of persoonlijkheidsstoornis?
Hersenatlas op moleculair niveau
Het onderzoek is ambitieus. De onderzoekers gaan een ‘hersenatlas’ samenstellen. Van zestien gebieden in de hersenen brengen ze per cel op moleculair niveau in kaart wat er misgaat. Daartoe onderzoeken ze hersenweefsel van donoren met verschillende neuropsychiatrische diagnosen zoals depressie, ziekte van Parkinson, schizofrenie en fronto-temporale dementie. Dat relateren ze aan de psychiatrische symptomen van deze ziektebeelden.
Kunstmatige intelligentie (AI) speelt tijdens het hele project een grote rol. De onderzoekers gebruiken het om de enorme hoeveelheid data die ze produceren te analyseren. Dat is dan ook de reden dat er datawetenschappers betrokken zijn.
Het onderzoek begint dit keer bij de mens
‘Wat zo uniek is aan dit onderzoek is dat we menselijke hersenen van donoren onderzoeken’, aldus hoogleraar Sander van Kasteren. Traditioneel vindt onderzoek eerst plaats in speciaal gekweekte cellen, daarna in diermodellen en pas later in de mens. Van der Stelt legt uit dat je nu niet met diermodellen kunt werken. ‘Je kunt een dier niet vragen hoe het zich voelt. Van deze donoren is precies bekend welke symptomen ze hadden en welke medicijnen ze slikten.’
‘De Nederlandse Hersenbank heeft een uitgebreid donoren-programma op het gebied van neuropsychiatrie’, vervolgt Van Kasteren. ‘Dat is het mooie aan deze samenwerking. Al die onderzoekers passen als puzzelstukjes in elkaar. We willen allemaal hetzelfde, ieder vanuit zijn vakgebied. We werkten in een vorig zwaartekracht-project al samen met de Hersenbank. De match met hen en de andere onderzoekers is enorm goed.’
Uniek donorenprogramma van de Nederlandse Hersenbank
Dat bevestigt Inge Huitinga. ‘Dit onderzoeksproject bouwt voort op vele jaren werk van de Nederlandse Hersenbank’, vertelt ze trots. Huitinga leidt dit consortium. Ze is directeur van de Nederlandse Hersenbank en bijzonder hoogleraar Neuro-immunologie aan de Universiteit van Amsterdam. ‘We zijn tien jaar geleden een donatieprogramma gestart speciaal voor deze ziektebeelden. En nu hebben we genoeg, goed gedocumenteerd hersenweefsel beschikbaar voor onderzoek. Dat is wereldwijd uniek.’
Ook de Leidse hoogleraren stralen als ze vertellen over dit onderzoek. ‘Het is alsof je de marathon moet gaan hinkelen’, aldus Van Kasteren. ‘De middelen die we normaliter gebruiken, werken nu niet. We moeten nieuwe chemische tools ontwikkelen om menselijk hersenweefsel te kunnen bestuderen. Hier word ik als onderzoeker enorm uitgedaagd, dit is totaal nieuw.’
‘Ik wil snappen hoe de hersenen werken’, vertelt Van der Stelt. ‘Dat had ik op de middelbare school al. En dan hoe het op moleculair niveau zit. Dat is nog steeds de rode draad in mijn carrière.’ ‘Wat jij met hersenen hebt, heb ik met het immuunsysteem’, roept Van Kasteren enthousiast. ‘En het immuunsysteem van de hersenen is een van de laatste dingen waar we weinig van weten.’
Zonder samenwerking en AI komen we er niet
Uitdagingen zijn er natuurlijk ook. Van Kasteren noemt de hoeveelheid data die de onderzoekers gaan produceren. ‘Het is echt een uitdaging om daar chocola van te maken. Gelukkig hebben we daar goede mensen voor. Alleen al in Leiden zijn er vanuit drie faculteiten AI- en data-experts aangesloten, naast experts uit Groningen. Vanuit onze faculteit is dat Gerard van Westen.’
‘De uitdaging zit er voor mij in om al die mensen te laten samenwerken’, vervolgt Van der Stelt. ‘Daarom hebben we duo-onderzoeksprojecten bedacht: hierin werkt een chemicus samen met een bioloog. We willen namelijk ook onderzoekers opleiden die op beide gebieden thuis zijn. Verder willen we binnen de master Scheikunde vakken over Chemical Neuroscience opzetten en gaan we workshops organiseren voor promovendi.’
Patiënten helpen als belangrijkste drijfveer
Maar de belangrijkste drijfveer voor beide onderzoekers is toch wel dat ze willen bijdragen aan een behandeling voor mensen met een psychiatrische ziekte. Van der Stelt: ‘Deze ziekten leveren de patiënt veel ellende op en kosten de maatschappij jaarlijks veel geld.’
Van Kasteren sluit zich daarbij aan. ‘Ik vind het belangrijk dat we onderzoeksgeld gebruiken voor ziektes waar jongeren aan lijden.’ Beiden hopen dat er over tien jaar meer bekend is over de oorzaken van deze ziekten. ‘Het is bijzonder om daar met al die verschillende experts samen naar op zoek te gaan. Het zou fantastisch zijn als we de oorzaken en symptomen straks beter begrijpen en nieuwe mogelijkheden hebben ontdekt voor medicijnen.’
Het iCNS consortium
Het Institute for Chemical Neuroscience (iCNS) staat onder leiding van Inge Huitinga (NIN/UvA), Paul Lucassen (UvA), Mario van der Stelt (Universiteit Leiden), Bart Eggen (UMC Groningen), Lot de Witte (Radboudumc) en Maarten Kole (NIN/Universiteit Utrecht).
De onderzoeksleiders van de deelprojecten zijn: Jörg Hamann (Amsterdam UMC), Inge Holtman (UMC Groningen), Ahmed Mahfouz (LUMC), Sander van Kasteren (Universiteit Leiden), Aniko Korosi (UvA) en Femke de Vrij (Erasmus MC).
Vanuit Leiden zijn ook Kim Bonger (LIC), Elise Dusseldorp (Psychologie), Stephan Hacker (LIC), Anthe Janssen (LIC), Alexander Kros (LIC), Ahmed Mahfouz (LUMC), Monique Mulder (LUMC), Martijn Verdoes (LUMC) en Gerard van Westen (LACDR) betrokken bij het onderzoek.