KNAW

Research

Introduction of cells into the spinal cord of a mouse with ALS prevents...

Pagina-navigatie:


Update content


Title Introduction of cells into the spinal cord of a mouse with ALS prevents death of motoneurons
Period 03 / 2001 - 02 / 2005
Status Completed
Research number OND1295717
Data Supplier Website Prinses Beatrix Fonds

Abstract

In addition to the role of superoxide dismutase (SOD) in the etiology of amyotrophic lateral sclerosis (ALS)recently strong evidence has been obtained for a role of glutamate in ALS. This occurs in the brain, but in too high concentrations it is toxic for the nerve cell. Particularly the scavenging of too much glutamate between two nerve cells by glutamate transporters located on surrounding glia cells seems to be lower. It seems that the glutamte transporter EAAT2 is disturbed. This study aims at developing a gene therapy in the mouse ALS model.

Abstract (NL)

Amyotrofische Lateraal Sclerose (ALS) is een ernstige neurodegeneratieve ziekte die wordt gekenmerkt door een selectief verlies van bepaalde cellen (motorneuronen) in het ruggenmerg, de hersenstam en de hersenschors die het bewegen aansturen. Gevolgen van de selectieve dood van deze motorneuronen zijn spasticiteit en verlamming. Uiteindelijk overlijden patiënten 1-5 jaar na het stellen van de diagnose aan de voortschrijdende verlammingsverschijnselen. De oorzaak van ALS is vooralsnog grotendeels onbekend en op dit moment is er nog geen adequate therapie beschikbaar. Met behulp van in vitro (in de reageerbuis) kweektechnieken kon in het Laboratorium voor Experimentele Neurologie de rol van (oxidative) stress en de selectieve celdood van motorneuronen onderzocht worden (proefschrift dr. E.C.A.Kaal , 1999: "Oxidant-induced apoptotic motoneuron death in vitro"). Verder blijkt dat een klein aantal ALS-patiënten een wijziging (mutatie) hebben ondergaan in het gen coderend voor een enzym, superoxide dismutase (SOD). Het SOD-enzym speelt een grote rol in de regulatie van de oxidatieve stress in de cel: bij oxidatieve stress is er een teveel aan sterk oxiderende, etsende stoffen en vrije radicalen (schadelijke afbraakproducten) in de cel of het weefsel. SOD beschermt de cel tegen schade veroorzaakt door waterstofperoxide, één van die etsende stoffen. Het zet het schadelijke waterstofperoxide om in onschadelijk water. De cruciale rol van het SOD1 enzym in de selectieve celdood van motorneuronen kon vervolgens aangetoond worden in proefdieren, nl. transgene muizen. Dit zijn muizen waarin een extra SOD1-gen is ingebouwd. Muizen (de zgn 'ALS'-muis) met het gemuteerde menselijke SOD-gen ingebouwd, bevatten hogere concentraties waterstofperoxide en vertoonden daarnaast selectieve motorneuron dood. Bovendien kregen ze verlammingsverschijnselen in de achterpoten. Al met al leken de verschijnselen sterk op die welke bij ALS patiënten ook optreden. Naast de rol van het SOD in het ontstaan van ALS zijn er recent sterke aanwijzingen naar voren gekomen dat glutamaat een rol speelt in ALS. Glutamaat komt gewoon voor in de hersenen, maar als er te veel van is, is het giftig voor de zenuwcel. Met name het wegvangen van teveel glutamaat in de spleet tussen twee zenuwcellen door glutamaattransporters die gelegen zijn op omliggende cellen (gliacellen) lijkt verminderd. De glutamaat-transporter EAAT2 lijkt te zijn aangedaan. Het hier beschreven onderzoek is er op gericht een gentherapie te ontwikkelen voor behandeling in het muizen ALS model. In een eerste aanzet (pilot-study PBF #99-0218, Drs. L. Wisman) werden gekweekte huidcellen (fibroblasten) geïsoleerd en werd het gen coderend voor catalase (een enzym, betrokken bij selectieve celdood) of de glutamaat-transporter EAAT2 ingebouwd. Op dit moment zijn twee stabiele cellijnen geselecteerd die beide extra hoeveelheden catalase tot expressie brengen. Dat extra catalase geeft een bescherming aan motorneuronen tegen een teveel aan waterstofperoxide. In het huidige project wordt op deze gegevens verkregen uit het pilot-onderzoek voortgeborduurd. De verkregen cellen zullen in het wervelkanaal geïmplanteerd worden dichtbij het ruggenmerg van de transgene 'ALS'-muis. Het is de verwachting dat de extra productie aan catalase (en ook EAAT2) er voor zorgt dat de selectieve motorneurondood bij de 'ALS'-muizen verminderd zal optreden waardoor het begin van de ziekteverschijnselen alsmede het overlijden op een later tijdstip zullen optreden. De ontwikkeling van de gebruikte technieken vormt een essentiële stap in de ontwikkeling van een toepasbare gentherapie bij de ALS-patiënt.

Related organisations

Other involved organisations

Financier: Stichting A.L.S. Onderzoekfonds, Amsterdam

Related people

Project leader Prof.dr. P.R. Bär

Classification

A70000 Public health and health care
D21300 Biochemistry
D21400 Genetics
D23230 Neurology, otorhinolaryngology, opthalmology

Go to page top
Go back to contents
Go back to site navigation