memory

Dingen vergeten en moeilijk nieuwe dingen aanleren. Dat is ‘normaal’ bij een jaartje ouder worden. Waardoor verliezen we ons geheugen en kan dit voorkomen worden? Een nieuw onderzoek komt met antwoorden op die vragen.

Het geheugen is nodig voor het onthouden van allerlei informatie. Niet alleen de naam van uw partner of collega, maar ook waar u woont en de route hier naartoe. Wat ook handig is om te onthouden is hoe u thuis op de bovenverdieping terechtkomt en weer terug naar beneden kunt. Welke factoren invloed hebben op de hersencellen in ons geheugen ontdekten wetenschappers van het Duitse Kanker Onderzoekscentrum (DKFZ).

Afname van celproductie
Cognitieve achteruitgang bij ouderen houdt verband met de dalende productie van nieuwe hersencellen (neuronen). Wetenschappers van het DKFZ ontdekten dat het brein van oudere dieren aanzienlijk meer neuronen aanmaakt bij uitschakeling van het signaalmolecuul Dickkopf-1. Een signaalmolecuul is een stofje in of tussen cellen dat zorgt voor informatieoverdracht. Simpel gezegd kunnen cellen door het gebruik van signaalmoleculen berichten ontvangen waardoor er in de cel veranderingen plaatsvinden.

Wegnemen van Dickkopf-1
Het DKFZ testte de ruimtelijke oriëntatie en het geheugen van oudere muizen, waarbij signaalmolecuul Dickkopf-1 niet meer werkte. De muizen presteerden net zo goed als jonge muizen.

Geheugen en leervermogen
De hippocampus, het deel van het brein dat qua vorm ‘lijkt’ op een zeepaardje, is het doorgeefluik van ons geheugen. Hier legt u informatie vast en kunt u deze ‘ophalen’ wanneer nodig. Hoe dit werkt is afhankelijk van de continue aanmaak van nieuwe neuronen (neurogenese). “Op hogere leeftijd neemt deze productie dramatisch af. Dit wordt beschouwd als één van de oorzaken van afnemend geheugen en leervermogen,” legt neurowetenschapper Ana Martin-Villalba uit.

Hoe Dickkopf zorgt voor afnemende neuronproductie
Martin-Villalba, hoofd van de onderzoeksafdeling van DKFZ, en haar team zoeken naar de moleculaire oorzaken van deze afname in neuronproductie. Neurale stamcellen (zenuwcellen die nog geen ‘bestemming’ hebben) in de hippocampus zijn verantwoordelijk voor het continue aanvoeren van nieuwe neuronen. Moleculen in de directe omgeving van deze stamcellen bepalen het lot of de ‘bestemming’: de stamcellen blijven hetzelfde, vernieuwen zichzelf, of veranderen in astrocyten (stervormige cel voor de ondersteuning van het zenuwstelsel) of neuronen (zenuwcellen). Eén van de lotbepalende moleculen in de omgeving is het Wnt signaalmolecuul. Deze zorgt ervoor dat nieuwe neuronen zich vormen. Maar zijn moleculaire tegenhanger, de Dickkopf-1, kan dit tegenwerken.

Onderzoeksresultaten
“We zagen aanzienlijk meer Dickkopf-1 eiwitten in de hersenen van oudere muizen dan in die van de jonge muizen. Daarom is dit signaalmolecuul vermoedelijk verantwoordelijk voor het feit dat we bij ouderdom nauwelijks nieuwe neuronen aanmaken.” De wetenschappers testten hun aanname bij muizen waarvan het Dickkopf-1 gen permanent niet meer werkt. Hoogleraar Christof Niehrs ontwikkelde deze muizen aan het DKFZ. Hij koos ook de naam ‘Dickkopf’ toen hij in 1998 ontdekte dat dit molecuul de ontwikkeling van het hoofd regelt tijdens de zwangerschap.

Martin-Villalba’s team ontdekte dat stamcellen in de hippocampus van de Dickkopfloze dieren zich veel vaker vernieuwen en veel meer nieuwe neuronen aanmaken. Dit verschil was vooral duidelijk bij de tweejarige muizen waarbij ze 80% meer nieuwe neuronen zagen dan bij de controlegroep van dezelfde leeftijd. Belangrijker is dat de nieuw gevormde cellen in de volwassen Dickkopfloze muizen zich tot sterke neuronen met meerdere takken ontwikkelden. Daarentegen bleven de ontwikkelde neuronen in de controlegroep met dezelfde leeftijd zwak ontwikkeld.

Blokkering van Dickkopf verbetert de ruimtelijke oriëntatie en het geheugen
Enkele jaren terug toonde Ana Martin-Villalba al aan dat muizen hun ruimtelijke oriëntatie verliezen bij blokkade van neurogenese (zenuwcelgeboorte) in de hippocampus. Nu verbeteren de nieuwe neuronen in de Dickkopfloze muizen wellicht de cognitieve prestaties van de diertjes. De onderzoekers van DKFZ gebruikten gestandaardiseerde tests om te onderzoeken hoe de muizen zich oriënteren in een doolhof. Bij de controledieren, waarbij ze het Dickkopf-1 gen niet uitschakelden, oriënteerden de jongere muizen (3 maanden) zich veel beter dan de oudere (18 maanden). De Dickkopfloze muizen presteerden op oude leeftijd gelijk en presteerden ook beter op de ruimtelijke geheugentests.

“Ons resultaat toont aan dat Dickkopf-1 de leeftijdsgerelateerde daling van specifieke cognitieve mogelijkheden bevordert,” zegt Ana Martin Villalba. “Hoewel we eigenlijk verwachtten dat door het uitschakelen van Dickkopf-1 het geheugen van de volwassen muizen zou verbeteren, waren we verrast en onder de indruk dat de dieren op oude leeftijd zelfs de prestaties van jonge dieren bereikten.”

De resultaten leiden tot de vraag of de functie van Dickkopf-1 kan worden uitgeschakeld met behulp van medicijnen. Antilichamen die het Dickkopf-eiwit blokkeren worden al getest in klinische studies voor behandeling van een geheel andere aandoening. “Het is fascinerend om te speculeren dat een dergelijke stof de leeftijdsgebonden cognitieve achteruitgang kan vertragen. Maar dit is nog steeds een droom van de toekomst, omdat we nog maar net zijn begonnen met de eerste experimenten bij muizen.”