Aanvulling van dieet met aminozuur vertraagt tekenen van ALS in dierstudie

De toevoeging van L-serine, een natuurlijk voorkomend aminozuur dat nodig is voor de vorming van eiwitten en zenuwcellen, vertraagt de tekenen van amyotrofische laterale sclerose (ALS) in een dierstudie.

Het onderzoek betekent ook een belangrijke vooruitgang in de diermodellering van ALS, een slopende neurodegeneratieve ziekte, zei David A. Davis, Ph.D., hoofdauteur en onderzoeksassistent-professor neurologie en associate director van de Brain Endowment Bank aan de University of Miami Miller School of Medicine.

Het nieuwe onderzoeksprotocol met vervets lijkt meer analoog aan hoe ALS zich bij mensen ontwikkelt, zei Dr. Davis, vergeleken met historische modellen die knaagdieren gebruiken. Toen hij en collega’s de meerkatten een toxine gaven dat door blauwgroene algen wordt geproduceerd, bekend als β-N-methylamino-L-alanine of BMAA, ontwikkelden ze pathologie die sterk lijkt op hoe ALS het ruggenmerg bij mensen aantast.

Wanneer een groep van deze dieren gedurende 140 dagen L-serine samen met BMAA kreeg te eten, was de strategie beschermend – de meerkatten vertoonden aanzienlijk minder tekenen van eiwitinsluitingen in ruggenmergneuronen en een afname van pro-inflammatoire microglia. De resultaten werden gepubliceerd op donderdag 20 februari om 5 uur EST in het prestigieuze Journal of Neuropathology & Experimental Neurology.

“De grote boodschap is dat blootstelling aan dit cyanobacteriële toxine via de voeding ALS-achtige pathologie veroorzaakt, en als je L-serine in het dieet opneemt, zou dit de progressie van deze pathologische veranderingen kunnen vertragen,” zei Dr. Davis.

“Ik was verbaasd over hoe dicht het model ALS bij de mens weerspiegelde,” voegde hij eraan toe. Naast het kijken naar veranderingen in de hersenen, “Toen we keken naar het ruggenmerg, was dat echt verrassend.” De onderzoekers observeerden veranderingen die specifiek zijn voor ALS gezien bij patiënten, waaronder de aanwezigheid van intracellulaire occlusie zoals TDP-43 en andere eiwitaggregaten.

Walter G. Bradley D.M., F.R.C.P., oprichter van het ALS Klinisch en Onderzoekscentrum aan de Universiteit van Miami Miller School of Medicine, zei: “ALS is een progressieve neurologische ziekte, ook bekend als de ziekte van Lou Gehrig, die progressieve verlamming van de ledematen en ademhalingsproblemen veroorzaakt. Er is een grote onbeantwoorde behoefte aan effectieve therapieën voor deze ziekte. Na klinische tests van meer dan 30 potentiële geneesmiddelen voor de behandeling van ALS, hebben we er nog steeds slechts twee die de ziekteprogressie vertragen.”

ALS kan bij sommige mensen snel progressie vertonen, wat leidt tot de dood binnen 6 maanden tot 2 jaar na diagnose. Om deze reden is het moeilijk om mensen in klinische studies in te schrijven, een realiteit die de ontwikkeling van een overeenkomstig diermodel ondersteunt, zei Dr. Davis.

Bovendien blijft preventie essentieel. “Dit is een preklinisch model, wat echt het belangrijkste type model is, want als mensen eenmaal een volwaardige ziekte hebben, is het moeilijk om de progressie ervan om te keren of te vertragen,” voegde hij eraan toe.

Het onderzoek bouwt voort op eerdere bevindingen van dr. Davis en collega’s in een studie uit 2016 die aantoonden dat cyanotoxine BMAA veranderingen in de hersenen kan veroorzaken die lijken op de ziekte van Alzheimer bij mensen, waaronder neurofibrillaire klitten en amyloïde afzettingen.

Zelfs met de belofte van L-serine, merken de onderzoekers op dat er een groter plaatje is aan hun nieuwe ALS-diermodel. “Andere geneesmiddelen kunnen ook worden getest, waardoor dit zeer waardevol is voor klinische bevestiging,” zei Davis.

Het onderzoek heeft ook implicaties voor Florida, omdat BMAA afkomstig is van schadelijke blauwalgenbloei, die vaker is voorgekomen in de zomermaanden in Florida.

Volgens Larry Brand, Ph.D., hoogleraar mariene biologie aan de Rosenstiel School van de Universiteit van Miami, “We hebben ontdekt dat de BMAA van deze bloei tot hoge concentraties in de aquatische voedselketens van Zuid-Florida is biomagnificatie, dus onze zeevruchten.”

We zijn erg nieuwsgierig naar hoe BMAA individuen in Zuid-Florida beïnvloedt. Dat is onze volgende stap.”

Dr. David A. Davis, Ph.D., hoofdauteur

Toekomstig onderzoek zou kunnen proberen om meerdere vragen te beantwoorden, waaronder: Hoe vaak komt BMAA voor in lokale zeevruchten? Wat zijn de risico’s van blootstelling door blootstelling aan aerosolized cyanotoxines? Is er een specifieke groep mensen die door deze blootstelling kwetsbaarder zijn voor het ontwikkelen van ziekten als Alzheimer en ALS?

Het huidige onderzoek zou niet mogelijk zijn geweest, zei Dr. Davis, zonder interdisciplinaire samenwerking zowel binnen als buiten de Universiteit van Miami. Een andere essentiële factor is de “zeer unieke onderzoeksomgeving” in de UM-afdeling Neurologie. De Brain Endowment Bank bijvoorbeeld geeft onderzoekers van de Miller School toegang tot andere onderzoekers en tot essentieel onderzoeksmateriaal.