30 april 2018

​Cel ontdekking biedt belofte voor de therapie van Parkinson


Image via Shutterstock.com

Israëliërs ontdekken eiwitten die dopaminesecretie bevorderen in onderzoek dat potentiële toepassingen heeft voor de ziektecelvervangingstherapie van Parkinson.

Een door Israël geleid internationaal onderzoek, dat in februari op de cover van The Journal of Neuroscience te zien was, houdt de belofte in van het bevorderen van celvervangende therapie voor mensen met de ziekte van Parkinson (PD).

PD, die wereldwijd miljoenen mensen treft, veroorzaakt verwoestende motorische symptomen als gevolg van een verlies van dopamine-scheidende hersencellen (dopaminerge neuronen). Hoewel er geen behandeling voor PD is, kunnen zijn symptomen worden behandeld.

In de afgelopen jaren ontdekten wetenschappers dat menselijke stamcellen kunnen worden onderscheiden in dopaminerge neuronen voor het modelleren van de ziekte van Parkinson, drug screening en celvervangingstherapie.

Echter, de opbrengst van stamcel-afgeleide dopaminerge neuronen is laag als gevolg van een slecht begrip van de moleculaire mechanismen die de embryonale ontwikkeling van dopaminerge neuronen regisseren. Dit beperkt in aanzienlijke mate het potentieel van celvervangingstherapie voor PD.

In de nieuwe studie, ontdekte de onderzoekers van de Ben-Gurion Universiteit ( Negev) dat eiwitten genaamd BMP5/7 essentieel zijn voor de embryonale ontwikkeling van dopaminerge neuronen.

Efficiënter programmeren van stamcellen

"We toonden met name aan dat BMP5/7 de differentiatie van door de mens geïnduceerde pluripotente en geïnduceerde neurale stamcellen sterk verhoogt tot dopaminerge neuronen," zei hoofdauteur Dr Claude Brodski van het Department of Physiology and Cell Biology, Faculty of Health Sciences en het Zlotowski Center for Neuroscience.

“Samen leveren onze resultaten kritieke informatie om efficiënter stamcellen te programmeren voor dopaminerge neuronen, waardoor het ent-effect kritisch wordt verhoogd en de bijwerkingen na transplantatie worden verminderd bij celvervangingstherapieën die momenteel worden ontwikkeld voor de ziekte van Parkinson", aldus Brodski.

De onderzoekers stelden ook vast dat het intracellulaire signaaleiwit SMAD1 een cruciale rol speelt in het proces van dopaminerge neuronen. Interessant is dat SMAD1 nodig is voor de ontwikkeling van substantia nigra neuronen in het bijzonder, dat zijn de hersencellen die voornamelijk degenereren bij patiënten met PD.

Brodski's onderzoek werd gedaan in samenwerking met collega's van BGU (Vukasin M. Jovanovic, Hadas Tilleman, Ksenija Zega en Marin M. Jukic) en Ahmad Salti en Frank Edenhofer van de Leopold Franzens Universiteit in Innsbruck, Oostenrijk; Hongyan Zou en Roland H. Friedel van het Friedman Brain Institute aan de Icahn School of Medicine in Mount Sinai, New York; Nilima Prakash van de Hogeschool voor Toegepaste Wetenschappen in Hamm, Duitsland; en Sandra Blaess aan het Institute of Reconstructive Neurobiology, Universiteit van Bonn.

De studie werd gefinancierd door de Israel Science Foundation en de United States-Israel Binational Science Foundation.

Cell discovery holds out promise for Parkinson’s therapy

Israelis discover proteins that promote dopamine secretion in study that has potential applications for Parkinson’s disease cell-replacement therapy.

An Israeli-led international study featured on the cover of The Journal of Neuroscience in February, holds the promise of advancing the field of cell-replacement therapy for people with Parkinson’s disease (PD).

PD, which affects millions of people worldwide, causes devastating motor symptoms due to a loss of dopamine-secreting brain cells (dopaminergic neurons). Although there is no cure for PD, its symptoms can be treated.

Over the past few years, scientists discovered that human stem cells can be differentiated into dopaminergic neurons for modeling of Parkinson’s disease, drug screening and cell replacement therapy.

However, the yield of stem cell-derived dopaminergic neurons is low due to a poor understanding of the molecular mechanisms directing the embryonic development of dopaminergic neurons. This significantly limits the potential of cell-replacement therapy for PD.

In the new study, Ben-Gurion University of the Negev researchers discovered that proteins called BMP5/7 are essential for the embryonic development of dopaminergic neurons.

More efficient programming of stem cells

“Notably, we demonstrated that BMP5/7 robustly increase the differentiation of human-induced pluripotent and induced neural stem cells to dopaminergic neurons,” said lead author Dr. Claude Brodski of the Department of Physiology and Cell Biology, Faculty of Health Sciences and the Zlotowski Center for Neuroscience.

“Taken together, our results provide critical information in order to more efficiently program stem cells to dopaminergic neurons, thus critically increasing graft outcome and reducing side effects after transplantation in cell-replacement therapies currently developed for Parkinson’s disease,” said Brodski.

The researchers also identified that the intracellular signaling protein SMAD1 plays a critical role in the process of dopaminergic neurons. Interestingly, SMAD1 is required for the development of substantia nigra neurons in particular, which are the brain cells that predominantly degenerate in patients with PD.

Brodski’s research was done in collaboration with colleagues at BGU (Vukasin M. Jovanovic, Hadas Tilleman, Ksenija Zega and Marin M. Jukic) as well as Ahmad Salti and Frank Edenhofer of the Leopold Franzens University in Innsbruck, Austria; Hongyan Zou and Roland H. Friedel of the Friedman Brain Institute at Icahn School of Medicine at Mount Sinai, New York; Nilima Prakash from the University of Applied Sciences in Hamm, Germany; and Sandra Blaess at the Institute of Reconstructive Neurobiology, University of Bonn.

The study was funded by the Israel Science Foundation and the United States-Israel Binational Science Foundation.

Source: https://www.israel21c.org/cell-discovery-holds-out...