Nieuwe inzichten in het brein door hersenscans en DNA-profielen te combineren

Facebooktwitterlinkedinmail

15 september 2023 – Ons brein en ons DNA zijn uniek: we hebben het allemaal, maar met kleine verschillen tussen mensen. Door het onderzoek van Elleke Tissink wordt steeds duidelijker welke verschillen in ons DNA samengaan met welke verschillen in onze hersenen. Zij vond bijvoorbeeld dat vaak voorkomende variaties in het DNA waarschijnlijk het volume van de kleine hersenen beïnvloeden, door hun impact op de hersenontwikkeling. Ook kwam er een verband naar voren tussen een genetische gevoeligheid voor depressie en de grootte van meerdere hersengebieden.

Onze hersenen zijn verantwoordelijk voor talloze functies, waaronder onze waarneming, aandacht, emoties, taal en geheugen. Een aandoening in de hersenen, oftewel een hersenziekte, kan voor klachten zorgen bij deze functies. Een hersenziekte wordt niet veroorzaakt door slechts één gen maar ontstaat vaak door een samenspel tussen omgevingsinvloeden en erfelijkheid. Erfelijkheid komt niet door slechts één gen maar hier zijn vaak honderden genen bij betrokken. De invloed van erfelijkheid is te meten door talloze kleine genetische variaties in kaart te brengen.

Kleine genetische variaties

Voor iedere genetische eigenschap zijn talloze variaties mogelijk. Het verschil in zo’n variatie is slechts één bouwsteen die net iets anders is. Je kan dit vergelijken met een kralenketting. Als je bijvoorbeeld vier witte kralen hebt en daarna één gekleurde kraal, kan bij iedereen de gekleurde kraal een andere kleur hebben; rood of groen. Die kleine genetische variaties komen bij ieder mens voor. Maar, wat betekent het nou precies als je een rode kraal hebt of juist een groene kraal in je persoonlijke kralenketting? Zorgt de rode kraal ervoor dat de hersenstructuur op die specifieke plek juist groter of kleiner is in het brein? En hoe hangt een kleine genetische variatie samen met de rest van al jouw persoonlijke bouwstenen en eventuele hersenziektes? Dat is waar Tissink onderzoek naar heeft gedaan.

Verschillende genetische verbanden

Door de unieke combinatie van hersenscans en DNA-profielen is er geprobeerd de biologische werking van het brein nog beter in kaart te brengen. In het onderzoek van Tissink zijn verschillende aanknopingspunten naar voren gekomen door het in kaart brengen van verschillende genen, de functie en locatie van deze genen, maar ook de sterkte van het effect dat ze hebben op zowel de hersenstructuur als de hersenfunctie als er iets mis is met deze genen. Dat laatste is van belang om hersenziekten goed in beeld te krijgen. Zo is er bijvoorbeeld een verband gevonden tussen de ziekte van Alzheimer en een bekend hersennetwerk (meerdere hersengebieden die samenwerken) dat betrokken is bij bijvoorbeeld het omzetten van korte termijn naar lange termijn geheugen, ook wel geheugenconsolidatie genoemd.

Schat aan informatie uit databank

Maar, er is niet alleen gekeken naar hersenziekten in het onderzoek. Ook verschillen in de gezonde hersenen, zoals bijvoorbeeld de grootte van de kleine hersenen konden door dit onderzoek gekoppeld worden aan genetische variaties. Of hoe sterk de samenwerking van verschillende hersengebieden is binnen het brein van een individu en hoe het verschil in samenwerking weer gelinkt kan worden aan verschillende psychiatrische aandoeningen. Het combineren van hersenscans en DNA-profielen zoals hier door Tissink gedaan, was een aantal jaren geleden nog onmogelijk geweest. Maar, doordat 40.000 mensen een hersenscan hebben laten maken en daarnaast hun DNA hebben gedoneerd in het Verenigd Koninkrijk is er een enorme databank opgebouwd. Hierdoor werd het voor het eerst mogelijk om het genetisch profiel van een individu (de persoonlijke kralenkettingen) te kunnen koppelen aan de bijbehorende hersenscan van datzelfde individu. In de toekomst worden er zelfs 100.000 hersenscans en DNA-profielen verwacht beschikbaar te komen voor wetenschappelijk onderzoek.

“Met behulp van geavanceerde modellen werden de gebieden op de hersenscans automatisch gelabeld en gemeten. Daarnaast konden we uit de DNA-profielen de locaties filteren waar de genetische code net iets verschilt tussen mensen” legt de onderzoeker uit. En op deze manier kan er een link gelegd worden tussen vaak voorkomende variaties in het DNA en de hersenen van al deze mensen. Door haar onderzoek kan er weer vervolgonderzoek uitgevoerd worden zodat we in de toekomst nog beter vast kunnen stellen hoe ons DNA en herseneigenschappen in verband gebracht kunnen worden met hersenziekten.

Tissink promoveert 22 september aan de Vrije Universiteit Amsterdam.

Bron: vu.nl

Dit bericht is 797 keer gelezen.

Facebooktwitterlinkedinmail