Studiebot antwoord

Vraag gesteld door: mlouiseh - 2 jaren geleden

Maak een oefenexamen van de volgende tekst: Hoorcollege 1 Cell biology and brain
Central zenuwstelsel: hersenen en ruggenmerg
Nerves

Grijze stof: neuronen, microglia, astrocyten
Witte stof: oligodendrocyten; wikkelen om uitlopers en vormen myelineschedes. Myeline is heel vet.
Neuronen: klein cellichaam met lange uitlopers
Gliacellen: geen lange uitlopers, maar kortere om bv ph te meten of water/afval in de gaten te houden
Neuronen
Dendrieten en axonen. Alleen axonen hebben dendrieten
Actiepotentiaal sturen over het axon. -70 mv in ruststand. Prikkel: +20. Snel weer terug naar iets onder -70 en weer terug naar -70.
Hoe vaak actiepotentialen bepaald alles wat je hersenen doen
Actiepotentialen geregeld door na en k. natrium buitenkant, kalium binnenkant van cel. Positiever hebben? - Natrium naar binnen. Negatiever hebben? kalium naar buiten
Naastgelegen natriumkanalen gaan ook open in het axon, daardoor een stroom
Kunnen post synaptisch en pre synaptische rol hebben
Synaptische transmissie
Synaptic transmission: the communication of electrical signals between cells
The neurotransmitter should be present/stored in the presynaptic neuron.
The neurotransmitter should be released upon depolarisation and calcium influx.
The neurotransmitter should be specifically detected by receptors on the postsynaptic neuron.
The neurotransmitter should be only temporary present outside the cell, the signal must also be stopped.
Receptoren
Ionkanalen. Open als neurotransmitter aanwezig is. Handig om nieuw actiepotentiaal op te wekken.
- welk ion waar naartoe stroomt wordt bepaald door de concentratie gradient en de elektrische gradient
- EPSC: excitatory post-synaptic current (stroom)
- EPSP:excitatory post-synaptic potential (potentiaal)
- IPSC: inhibitory post-synaptic current
- IPSP: inhibitory post-synaptic potential
Vaak 1 inhiberende synaps extra kan het verschil tussen wel of geen actiepotentiaal bepalen
Metabropic. G-proteine. Kan allerlei effecten hebben. Kan ook indirect via messengers ionkanaal open zetten en actiepotentiaal beinvloeden bv.
2nd messengers versterken en vertalen een bepaald signaal. cAmp, diacylglycerol, calcium. Fosforylatie, gen transcriptie en openen ionkanalen
GPCR. Inactief als geen neurotransmitter gebonden. Als wel dan wordt gdp omgezet in gtp. Veranderd van vorm. Alfa en beta vallen eraf en gaan de cel in.
Gliacellen
3x zoveel gliacellen als neuronen
- Astrocyten
Veel voorkomend. Alleen in czs. Stervormig. Zorgen voor homeostase. Als beschadigde neuronen dan gaan astrocyten daar zitten, nadeel: voorkomen dat neuronen er doorheen kunnen groeien, dus contact tussen neuronen wordt lastiger.
Bloed-hersenbarierre.
- Oligodendrocyten
Vormen myeline. Ook in perifere zenuwstelsel, heten dan schwanncellen
- Microgliacellen
Macrofagen van het brein
Neuroanatomie
- Prefontale cortex. Frontotemporal dementia. Moeite met sociale interactie, aandacht houden, plannen. Woorden uitspreken. Pick bodies, opstapeling van eiwitten.
Hippocampus
- Epilepsie wegsnijden. Cruciale rol in geheugen
- Alzheimer.
Basale ganglia
- Parkinson. Zwarte stof (dopamine neuronen) sterven af. Fijne motoriek als eerste verstoord. Ook dement later.
- Huntington. Lijkt erg op parkinson. Parkinson selectief substantia nigra verdwijnt. Huntington verwijden de ventrikels. Striatum. Enige neurodegeneratieve ziekte die monogenetisch is. 1 gen voor verantwoordelijk: gen huntingtin, CAG repeat.

Hoorcollege 2 Neurotransmitter systemen
Glutamaat zit in kleine blaasjes
Ruimte tussen 2 cellen is de synapsspleet
Receptoren zitten recht tegenover afgiftepunt van de blaasjes
Dense core: ook een neurotransmitterblaasje met andere neurotransmitter
Small clear core: kleine neurotransmitters, 1 aminozuur: acetyl, glutamaat, gaba
Neuropeptides, korte eiwitketeens zzitten in de dense core vesicles
SV en DCV: dopamine, norephinen, serotonine, histamine. Kan dus in beide.
Veel neurotransmitters worden lokaal gerecycled. Lokaal heropname van neurotransmitters. Is prettig, ivm lengte -> hoofd naar buik is bv een lange afstand.
Bipolaire cel: axon gaat 2 kanten op, cellichaam in het midden
Docking: blaasje vastgelegd aan plek waar het wordt afgegeven
Priming: energetische toestand brengen waardoor ze gelijk kunnen afgegeven worden als er een actiepotentiaal is
Fuseren: calcium aanwezig dan afgegeven. Zonder calcium niet.

SNARE eiwitten overgeslagen. Niet in tentamen. 11 tm 16
Acetylcholine
- Small molecule neurotransmitter
- Neuromuscular junction. Synaps in spier. Postsynaptisch gedeelte is gegolfde structuur, voor oppervlakte vergroting, omdat er veel postsynaptische receptoren op die plek terecht komen. Moet gelijk door spier opgemerkt worden. Snelle reactie.
- Hart ontspant, skeletspier trekt samen, speekselklier secretion
- Product uit de citroenzuurcyclus. Acetyl CoA aan choline.
- VAChT zorgt ervoor dat acetylcholine in de blaasjes komt. Onder invloed van calcium afgegeven worden.
- In synapsspleet zit acetylcholinesterase. Kan knippen in acetate en choline, kan niet als neurotransmitter dienen. Stopsignaal voor neurotransmissie.
- Chemische oorlogsvoering. Novichok. Blokkeert het stoppen, blokkeert acetylcholinesterase. Receptoren op skeletspieren blijven gestimuleerd, spieren in borstkas ook, ademhaling stopt, stikken. Helpen: nieuw acetylesterase in lichaam
- In de kliniek: tijdelijke blokkade. Alzheimer. Neurotransmissie sterker maken van neuronen die er wel zijn. Symptoombestrijding. Remt dus acetylesterase
- Neurotransmitter receptoren. Elke groep heeft eigen naam en die weten.

Ligand-gated ion channels: nicotine receptoren.
5 eiwitten vomen 1 kanaal. In cytoplasmatische deel eiwitten naar elkaar toe, kanaal is dicht, geen ionen doorheen. Als acetylcholine bindt, 5 subunits draaien om hun as en komt een opening. Van de 5 subunits hebben verschillende soorten. Bijvoorbeeld voor open en sluitduur kinetiek. Sommige langer open dan anderen. Andere affiniteit in hersenen dan skeletspieren.

G-protein-coupled receptors: muscarine receptor. mACHR
1 eiwit. Verschillende soorten. 5 muscarine. Eigen affiniteit, soms klein verschil in welke soort 2nd messenger systemen ze aanzetten. Diversiteit is nodig voor dat 1 molecuul verschillende effecten heeft dus bv die hartspier ontspannen, skeletspier aanspannen
Postsynaptische receptoren verschillen. In skelet: nicotine. In hart: muscarine

Glutamaat
- VGLUT zorgt ervoor dat het in een blaasje komt
- Geen enzym dat glutamaat in de speelt afbreekt. Moet fysiek verwijderd worden. Door presynaps en voornamelijk weggezogen door gliacellen met name astrocyten. Zet het om in glutamine en dat gaat terug naar het presynaptisch uiteinde. Transporter die dat doet is EAAT. Veiligheidsmarge, glutamine is niet actief. Anders steeds glutamaat, steeds op de receptoren.
- Ion kanalen: AMPA/NMDA/Kainaat
G-protein-coupled: mGluR
- Glutamaat zorgt voor de excitatoire synapsen in het brein
- AMPA: korte, snelle doorgifte.
NMDA: trager, langer aan
Kainaat: epilepsie, beetje tussenin, vrij snel, vrij lang open
- Excitotoxiciteit. Glutamaat aanwezig door dode cellen er komt naast natrium ook calcium binnen en dan gaat de cel dood. Therapie: antagonist voor ion kanaal en gliacellen stimuleren.
- Voor NMDA receptor is ook magnesium nodig. Als de cel depolariseert dan vertrekt magnesium en kunnen na en k door de porie heen.
- LTP: heel veel actiepotentialen 011 in korte tijd -> korte fase synaps gepotentieerd -> heel lang dat de synaps met wat meer potentiaalverschil reageert. Makkelijker om signaal door te geven. Leren en geheugen.
- 4 subunits
- mGluR. Post en presynaptische kant. Presynaps een neurotransmitterreceptor voor wat daar wordt afgegeven, is bijzonder. Maat van hoeveel glutamaat wordt afgegeven. Negatieve feedbackloop op de afgifte zelf.

Gaba
- is tegenhanger van glutamaat, gemaakt uit glutamaat.
- VIAAT zijn de transporters.
- Heropgenomen door astrocyten net als glutamaat. GAT transporter die daarvoor nodig is
- Ligand gated: GABA-A
Inhibatoire neurotransmitter. Laat geen na en k door maar chloride. Negatief geladen ion. Daardoor draait de werking om ten opzichte van glutamaat.
Verdovende middelen. Benzodiazepines, slaappillen, alcohol
Therapie bij overdosis: picrotoxine

Metabotropic: GABA-B
schema 54 niet leren

Monoamines
- Weinig cellen die dit aanmaken. Wel super belangrijk, lange axonen door hersenen.
- Controleren veel verschillende soorten gedrag
- Alleen GPCR geen ligand-gated ion channels
- Dopamine, serotonine, norepinephrine, histamine
- Dysregulatie kan leiden tot angsten, depressie of obsessief gedrag
- Fluoxetine (prozac) target voor depressie en angsten. Is een SSRI: selective serotonine reuptake inhibitor.
Neuropeptides
- Brede groep neurotransmitters die in 1x wordt afgegeven als pakket
- Endorphine is 1 groep. Korte keten. Eigen pijnstiller. Bevalling. Klinisch belangrijk voor opiaten, morfine. Grijpen niet aan op gaba-a zoals alcohol, maar op endorfine receptor. Meest krachtige manier voor pijnstilling. Zeer verslavend.

Hoorcollege 3 Common themes in Neurodegeneratieve diseases
Progressief: het wordt steeds erger
1. Verlies van hersenfunctie
-> verlies van hersenmassa
2. Verlies van synapsen en neuronen
Accumulatie van geaggregeerde eiwitten. Eiwitklonten
Eiwitklont
- Eiwit heeft een bepaald vouwing voor de functie
- Soms vouwt een eiwit niet goed, beta-sheet rijke delen in een eiwit komen aan de oppervlakte en die gaan plakken
- Vormen van hele grote structuren, fibrillen, die aan elkaar blijven plakken
- Kan leiden tot 2 fenotypes: verlies van functie en de toename van toxische functie. Eiwitklonten worden toxisch -> meest voorkomende mechanisme in deze ziektes. Kan ook samen gaan.
- Eiwitkwaliteitscontrole om dit tegen te gaan.
-> een niet functionele conformatie wordt herkent door chaperone eiwitten; binden aan verkeerd gevouwen eiwitten en zorgen voor hervouwen en zorgen dat het niet gaat klonteren. Als dat niet lukt wordt ubiquitine moleculen aangezet op het eiwit. Een tag. Is een signaal voor afbraak.
2 typen afbraaksystemen:
1. Ubiquitine-proteasome systeem (UPS). Ubiquitine herkent door het proteasome. Binnenkant kunnen eitwitten doorheen en worden door enzymen afgebroken. Cilinder heeft bepaalde dikte, dus alleen monomeren eiwitten kunnen er doorheen.
2. Autofagie: wikkelen van een membraan om het te afgebroken materiaal. Gaat fuseren met lysosome. Fuseren: enzymen in contact met hetgeen dat afgebroken moet worden.
- Inclusie bodies kunnen beide systemen niks meer mee. Oligomeren zetten zich voort in het vormen van een fibril. Die worden teruggevonden in de hersenen in inclusiebodies.
Verkeerd vouwen van eiwitten en aggregeren van eiwitten in al die ziektes. Maar specifieke eiwit kan verschillen.
Eiwitkwaliteitscontrole zijn niet voldoende om het probleem op te lossen.
- De grote aggregaten hebben niet altijd een correlatie met de ernst van de ziekte. Het zijn juist de kleine aggregaten, oligomeren, die het gevaarlijkst zijn.
Oligomeren en fibrillen zijn gevaarlijk in alle ziektes.
Genetische oorzaak of sporadisch kan beide. Genetische varianten hebben een vroegere leeftijd van beginnen.
Genetisch begint vaak bij het eiwit wat uiteindelijk in de aggregaten komt. Soms meer van het eiwit gevormd, 2 genen die ervoor coderen bijvoorbeeld. Soms mutatie in het gen van het eiwit dat zorgt dat het minder goed vouwt.

Sporadische variant komt vaak door veroudering, chaperones minder goed werken, afbraaksystemen minder goed werken.
Genetische oorzaak: mutatie in gen dat aggregaat component aanmaakt. Soms mutatie in gen waarvan de functie mechanisme nog onbekend is.
Aggregaten kunnen in de cel of buiten de cel
Oligomeren aggregaten kunnen direct de synaps aantasten
Immuunsysteem van de hersenen
- Astrocyten en microgliacellen
- Reageren op schade
- Reageren direct op eiwit aggregaat
- Neuroinflammatoire reactie, herstel vind plaats
- Reactie blijft aanstaan bij eiwit aggregatie -> chronische inflammatie -> reactie keert zich tegen het lichaam, draagt bij aan de pathogenese.
Neuro-inflammatie in alle neurodegeneratieve ziektes aanwezig
Alzheimer
- Vorm van dementie
- Verlies van geheugen, verlies van orintatie in tijd en ruimte, spraak moeilijkheden, gedrag veranderingen, persoonlijkheid veranderingen.
- Eiwitklonten in hersenen
- Hippocampus (geheugen) en de cortex in het eindstadium
- 2 typen klonten die stapelen. Amyloid beta in plaques (buiten de cel, bv in de vaten) en tau in tangles (door het cellichaam, uitlopers)
- APP. Beta en gamma secretase, gamma kan op verschillende plekken knippen 40 of 42 aminozuren, stapelen en aggregeren in plaques extracellulair
- Tau bindt aan de microtubuli, belangrijk voor neuronaal transport. Kan ook even loslaten als het gefoforyleerd wordt, dan kan het vesicle erlangs en dan bindt het weer, nodig voor de stabiliteit. Tau wordt gehyperfosforyleerd, laat los (loss of functie) en heeft extra neiging om aggregaten (tangles) te vormen (gain of toxic function)
- Tau inclusies zijn ubiquitine positief. Dus wel herkend maar niet goed afgebroken
- Tau correleert het beste met klinische symptomen en wordt ook gebruikt voor de braak stages
- Mutatie in app kan krijg je alzheimer, maar mutatie in tau leiden tot FTD
- In alzheimer is tau dus niet gemuteerd
- Microglia worden aangetrokken en geactiveerd door plaques
Parkinson
- Bradykinesia: moeite om te bewegen, rigidity: starheid, rust tremor, instabiliteit. Spieren in gezicht.
- Substantia nigra aangetast. Verlies van dopamine neuronen.
- Symptomen als de helft van de cellen al verdwenen is
- Neuronale inclusies: lewy bodies, aggregaten van alfa synucleine -> vormt grote bruine bollen
- Genetische variant: mutatie in alfa synucleine
- Ook betrokkenheid van microglia en astrocyten
- Therapie: supplementeren van dopamine (symptoomtherapie)
Huntington
- alleen genetisch. Eiwit is huntingtin. CAG repeats.
- Aggregeren gebeurt in de kern van de cel
- Striatum
- Motoriek problemen






Hoorcollege 4 Models for neurodegenerative disease
Waarom modellen gebruiken?
- Kosten en tijd
- Ethische bezwaren
- Mechanismen achter de ziekte oplossen
- Patienten alleen observationeel
Model moet een onderdeel van de ziekte nabootsen dat jij wil bestuderen
Wat kan bestudeerd worden
- Ontwikkeling van een ziekte volgen
- Functionele studies doen
- Kan naar het gedrag kijken
Tabellen niet uit hoofd leren maar wel kunnen gebruiken. Welk model is meest geschikt om bv gedragsonderzoek naar parkinson te doen?
Model organisme
- Model dat zo dicht mogelijk bij de patient in de buurt komt
- Ethische bezwaren voor patienten en dieren
- Zo snel mogelijk, verschillende generaties, zsm voortplanten
Ursynapse dia 15 is zenuwstelsel
Muis meest gebruikt, omdat je 3 maanden nodig hebt voor een nieuw nestje, relatief snel. Snel genoom bekend. Muizen kunnen best goed gedragsproeven doen.
Database met verschillende mutaties. 2 groepen. Transgen model en gene-editing model
Transgeen model:
- Net bevruchte eicel wordt stukje genetisch materiaal dat je zelf hebt gemaakt geinjecteerd
- Terugplanten moedermuis
- Sommige babys hebben dat dna in eigen genoom
- Genetisch aangepaste muizen
- Die kunnen gebruikt worden voor onderzoek
- Risicos: dna wordt herkend als oneigen en cel afgeroken of embryo overleefd niet en geen invloed op waar het gen tot expressie komt
- Voordeel: het is heel snel. 1 generatie. Vaak wel nog kruisen voor een stabiele lijn
Gene-editing model:
- Op zoek naar gen van interesse in de muis
- In het lab een vergelijkbaar stuk dna en daarin 1 mutatie inbouwen die ook de patient heeft
- Injecteren in stamcellen
- Op zoek naar stamcellen waarin dat dna spontaan is uitgewisseld met muis eigen dna
- Humane gen en muizen gen geswapped
- Kleine kolonies groeien
- Oogsten
- Inbouwen in muizen embryo in een blastocyst -> muizen embryo is al meercellig
- Extra stamcellen bij spuiten
- Embryos die gedeeltelijk zijn gegroeid uit stamcel met modificatie
- Binnen die groep op zoek naar muizen die de modificatie hebben in de geslachtscellen
- Met elkaar fokken -> gehele muis bestaat uit gemodificeerd dna
- Homozygote knock-in muis
Crispr/cas: enzym dat heel precies ergens in dna breukjes kan maken -> maakt inbouwen van mutaties in dna veel gemakkelijker
Deze techniek wel heel tijdrovend
Bij transgeen heeft de muis dus 3 genen. 2 gezonde en 1 zieke ingespoten. Bij gene-editing heeft hij vanaf geboorte de zieke
Genen hebben duplicaties, paralogen -> komen beide tot expressie, stammen af van 1 cel, zijn nu 2 soorten genen
Paraloge genen zijn genen binnen hetzelfde organisme die zijn ontstaan door duplicatie van een gemeenschappelijk voorouderlijk gen. In tegenstelling tot orthologe genen, die ontstaan door speciatie, ontstaan paralogen door genverdubbeling binnen een soort. Deze genen kunnen zich na duplicatie onafhankelijk van elkaar ontwikkelen en nieuwe of licht gewijzigde functies krijgen.
Orthologe genen zijn genen in verschillende soorten die afkomstig zijn van een gemeenschappelijke voorouder en die door evolutionaire processen zijn gescheiden door speciatie. Deze genen vervullen meestal vergelijkbare functies in verschillende soorten
Genetica van parkinson
- Autosomaal recessieve variant. Parkin, DJ-1, PINK1
- Autosomaal dominantie variant. A-synucleine en LRRK2
- Knock-out muizen voor LRRK2 en a-synucleine: geen effect. Het komt niet doordat eiwitten verdwijnen maar puur door toxic gain of function.
Transgeen model PD
- In patient is er een mutatie op positie 53 A veranderd in T
- Mensengen ingespoten in muis
- Groen is humaan a synucleine
- D-line is diet, ntg is controle
- Rotarod, muizen proberen op de staaf te blijven. Veel fijne motoriek nodig. Wt is gewone muis. Tg transgene dieren.
- Geen goed model, want heel veel TH, blauwe kleur. Geen neurodegeneratie. Cellen in de substantia nigra leven nog.
Tabel dia 31: mouse Thy1: DA- betekend geen dopamine loss. Ook een bij lewy bodies, dus geen goed model voor neurodegeneratie.
Bij recessief, allemaal gene-editing modellen. Want als je een transgen inspuit dan heeft hij 2 gezonde genen tegenover 1 recessief slechte. Niet nuttig. Dus gene-editing
MPTP
- in herone
- Gaat relatief makkelijk over bloed-hersen barriere
- Opgenomen astrocyten
- Via enzym omgezet in MPP+
- Lijkt op dopamine en wordt dus ook door de transporter herkend
- Actief neuronen ingepompt
- En actief neurotransmitter blaasjes in
- Probleem is dat het ook complex I van de mitochondrien onderdrukt. Belangrijk voor atp productie. Blokkeren selectief in dopaminerge neuronen de atp productie en cellen gaan dood.
Mptp inspuiten in dieren
Goed model als je einteresseerd bent in alfa synucleine en daar was geen opstapeling van
Modellen niet perfect, ze bootsen subset eigenschappen na dus het is belangrijk om goed naar jouw vraag te kijken
Huntington
- polyCAG ingebouwd in modellen
- R6 model: super heftig. Dieren leven niet langer dan 16 weken. Ontzettend zware symptomen. Aantrekkelijk: snel onderzoek. Wel ethisch te heftig.
- Tussen 50 en 100: motor problemen vanaf 8 weken. Niet altijd neurodegeneratie of inclusies
- Knock in lijkt meer op de patient.
- Tot 100 repeats: geen fenotype
- Meer dan 100: Htt accumulatie in striatum en motor problemen. Maar hele oude leeftijd, 70 weken. Genetisch heel erg op patient maar heel veel tijd
Zelfs bij monogenetische ziekte zijn muizen en patienten niet hetzelfde
Alzheimer
- Transgen model
- Steeds meer amyloid plaques op latere leeftijd en op goede plek. Lijkt op mens.
- Combinatie van mutatie app en mutatue in PS1 samenvoegen in 1 muis
- Proces van plaque opbouw wordt zo versneld. Maar komt in patienten nauwelijks voor.
- Aantal postsynaptische uiteindes zijn afgenomen. Gebeurd ook bij alzheimer dus dat komt overeen
- Long term potentiation meten voor leren en geheugen. Normale neurotransmissie gaat prima, maar long term potentiation geven dan blijven de synapsen niet lang aan, na 10 min stort het geheugen al in.
- Nog complexer kijken: geheugentaak vinden voor muizen. Morris Water Maze, zwembad met net onder water platform. Paar dagen herhalen. Hoort te kunnen onthouden waar het platform is.
- Dia 51 wt normaal, app/ps1 alzheimer, driehoekjes therapie gekregen.
- Voordelen dit model: goed mechanismen demonstreren, geheugentesten, cellulaire testen
Nadeel: geen tangles
Tau
- Breinen van overleden mensen met alzheimer hebben ze een stukje uitgehaald en daaruit samengeklonterd tau gesoleerd
- Ingespoten gezonde muis
- Zwarte kleuring is tau. Best snel na injectie is er al ophoping te zien
- Ook te zien dat samenklonterende tau verspreid door de hersenen. Dus muiseigen tau reageert ook
- Nu geen plaques
Verder verbeteren:
Genetische mutatie van tau inbouwen. Maar dat is in mensen alleen zo bij FTD.
Amyloid model in transgen wordt nog gemuteerd tau ingespoten. Triple transgen model.
PS, APP uit alzheimer. Tau uit FTD.
Super goed model om beide te zien.
Er is alles in het model dat patienten ook hebben behalve celdood. Dus dan moet je een ander model gebruiken.

Hoorcollege 5 Cell models
- Cellijnen. Blijven constant delen
- Primaire celkweek. Diermodel gebruiken en daar levende cellen uit isoleren. Zullen niet allemaal delen.
- Patient cellen. Post-mortom en IPS cellen
Model cellen
- Zo dicht mogelijk bij humane brein
- Hoeveelheid materiaal heb je nodig
- Genetische tools -> niet alle cellen zijn bruikbaar voor manipulaties
- Hoelang de cultuur standhoud, tijdsduur
Cellijnen zoals HeLa en N2a
- Continu blijven delen. Snel heel veel materiaal. Als genetische verandering heeft moeder door aan dochter.
- Goede tools aanwezig. Stabiele cellijn maken
- Kweken best makkelijk, maar selectie bias, omdat je een paar cellen pakt en die doorkweekt
- Nadelen: geen neuronen
Primaire cellen
- Proefdier nodig
- Post mitotische neuronen. Delen niet meer
- Tools. Virussen en transfecteren
- Relatief snel en heel veel experimenten met 1 proefdier
- Wel meer werk om ze in leven te houden
- Lijken op neuronen in mensen maar blijft toch iets anders. Ze zijn losgehaald uit de hippocampus. 2 dimensionaal. Geen connectie meer met hormoonnetwerk. Doorgaans niet van mensen afgeleid, maar muizen.
IPSC-derived cells
- Afnemen wangslijmvlies of bloedcellen
- Herprogrammeren tot stamcelfase
- Kunnen elk celtype worden
- Levend materiaal van de patient
- Tools. Virus en transfectie
- Cellijn maken
- Duurt maanden voordat er een goede cultuur is en super voorzichtig zijn
- Vaak in 2d, geen hormonen en netwerken met andere hersengebieden
- Vaak geen gematureerde cellen maar meer die lijken op een pasgeboren baby
Een ziek neuron kan een verkeerd gevouwen eiwit doorgeven aan een gezond neuron
Seeding model voor tau
- Beide compartimenten neuronen. Ene kan neuronen tau en anderen niet
- Kanaal tussen de compartimenten, dendrieten kunnen er niet doorheen. Axonen wel.
- Extra veel kweekmedium waar geen tau pathologie is, dus stroomrichting in andere richting.
- Wisten niet of de cellen met tau het axon maakten en doorgeven of dat de cellen zonder tau een axon de andere kant op maken en het zo opnemen
- Tau model met 3 compartimenten -> tau doorgegeven door de axonen
- Willen weten of het gewoon random afgifte is of echt synaptisch
- Sluitende proef: geen cellen in C2. Geen synaptisch contact mogelijk: geen tau in C3, dus er zijn synapsen nodig voor overdracht van tau.
Hek cellen
- Komen uit nieren
- Kunstmatig synaps gemaakt
- Hek cel soortvan dendriet, vanuit dendriet kan tau aggregaten aan axon geven. Aggregaten kunnen beide kanten op
Huntington
- Model met meer dan 100 repeats. Duidelijke inclusies van het eiwit. Heel veel aggregaten opwekken.
- SNPs = kleine nucleotide waarin variatie zit in de populatie
- Gebruik van genome-wide association studie -> miljoen met alzheimer en miljoen zonder als controle en dat vergelijken
- AD models: sommige verschillen in het DNA heeft een extreem kleine invloed, bijna te verwaarlozen. Ook bootst het model een subgedeelte van de ziekte na
Hoorcollege 6 Onderzoek in patienten: Genetica 1
Alzheimer
- Genetische variant: gestart door verhoogde amyloid beta
- Sporadisch: effect door verslechterde afvoer van a beta
- Autosomaal dominant
- Genetische variant begint veel vroeger
Genetische code in dna uit witte bloedcellen en wangslijmvlies
Mutaties leiden tot toename in a beta of verhogen de ratio in 1-42/1-40
Arctic mutation -> vorming van protofibrillen wordt versterkt -> aggregatie wordt sterker aangezet
V717F mutatie van ene naar andere aminozuur
App mutatie en presiline mutatie in muis laat een versterking van de amyloid pathologie zien
Een groep patienten waarvan je zeker weet dat ze alzheimer krijgen en kan ook voorspellen wanneer ongeveer -> goede populatie voor klinische trials
Preseline echt dominant
What determines the heritability in the majority of AD cases?
- Single nucleotide polymorphism (SNP)
Zit het in het coderende deel? -> verandering in aminozuur? Ja -> niet synoniem
verandering of stopcodon -> korter eiwit
Synoniem = geen aminozuur verandering
ApoE SNPs. 2 snps. Op 2 posities. 3 verschillende combinaties. ApoE3 is neutraal. ApoE2 is beschermend. ApoE4 is risico en vroegere age of onset. ApoE aan de clearance kant
4 4 allel heeft veel meer kans om de ziekte te krijgen
2 2 is het meest beschermend maar is heel zeldzaam
Genome wide association studies
NGS hele genoom bepalen

Hoorcollege 7 Imaging
PET-scan
- Stof radioactief gelabeled via bloed naar de hersenen
- Moet door bloed-hersenbarriere
- Voor amyloid: PIB. PIB bindt in grijze stof van alzheimer patient aan amyloid
- C11 vervalt binnen 20 min, dus moet erg snel een scan maken
- F18 heeft halfwaardetijd van 110 min
- Pet kost veel tijd en geld en niet meest patintvriendelijke manier
Tracer bindt specifiek aan aggregaties van tau
Ab per negatief -> oplichting deels door leeftijd gerelateerde deeltjes, hier bindt de tracer ook aan
Is tau de missing link tussen amyloid en neurodegeneratieve ziekte?
- getest bij mensen met een bijzonder vorm van AD. 3 early features moeten aanwezig zijn, optische belemmering bijvoorbeeld en L/R disorientatie.
- de lokalisatie van de klachten is in de achterste delen van de hersenen
- gebieden met veel tau laten hypometabolisme zien en andersom in scans bij zon patient
kwart van de mensen die diagnose hebben gekregen verandert na amyloid PET scan
mci: milde cognitieve stoornissen. Nog geen alzheimer pathologie maar wel vermindert cognitief functioneren
op late leeftijd is het lastig om te zeggen of de amyloid door AD komt of door andere ziekte

Mensen met dementie hebben grotendeels een positieve PET scan

Sensitiviteit en specificiteit liggen bij diagnostische marker heel hoog
Tau PET veel betere techniek dan MRI

MRI en de ziekte van Alzheimer
- Brein atrofie
- Hersenscan in 3 dimensies
- Voxel = 3D pixel: geeft gemiddelde hpeveelheid hersenweefsel aan
- Mri is een magneet
- Waterstofatomen in lichaam H+ geladen. Magnetisch veld aan -> waterstofatomen gaan staan in richting van het magnetisch veld. Zelfde richting: spoel gaat aan. Radiofrequente puls riching de waterstofatomen en de flippen om. Kost veel energie. Spoel gaat uit, magnetisch veld aan -> atoom gaat langzaam weer terug en daarbij komt energie vrij. Tijd dat atoom teruggaat in positie wordt gemeten. Op basis daarvan wordt een plaatje gemaakt
- Zwart is water -> atomen zijn heel vrij. Wit is vaster, minder vrije atomen. Signaalintensiteit is of iets wit of zwart is, wordt bepaald door de tijd dat een atoom duurt om om te flippen.
- Zenuwcellen grijs
- Axonbanen wit
- T1. Hersenvocht zwart, lage signaalintensiteit. Grijze stof is grijs. Wittestof veel weerstand is wit.
- Hippocampus als eerste atrofie.
- Meer zwart op een scan
- Hersennetwerken. Soms gebied aangetast dat in verband staat met een gebied dat de klachten geeft.
- Amyloid opstapeling in plekken waar ook veel netwerken zijn
Wat kan je zien op mri. Signaalintensiteit en hoe verhoud dat zich tot wat je ziet
Hoorcollege 8 Multiple sclerosis
- Centrale zenuwstelsel
- Door auto-immuun proces wordt myeline aangevallen. Meerdere aanvallan -> axon gaat ook degenereren en neuron gaat dood. Myeline is wel repareerbaar -> gedurende periode klachten en dan weer beter voelen en functioneren. Ziekte in aanvallen. Axon niet goed te repareren.
- Optic neuritis. Midden in het beeld wordt erg slecht. Kleuren verdwijnen. Eerste symptomen. Wel weer herstelbaar. Pijn achter het oog.
- Paroxysmal symptoms. Gevoelsproblemen.
Lhermittes symptom: elektrisch gevoel over de rug/armen
Trigeminal neuralgia: elektrische schock in het gezicht
- Ataxia: stuurloosheid van de hand.
- Ogen bewegen niet synchroon.
- Motor dysfunctie
- Blaas dysfunctie. Sterke aandring om te plassen.
- Psychologische dysfunctie
Geheugenverlies, processing gaat langzamer, aandacht problemen, taalproblemen
- Moeheid. Enorme impact, hoge prevalentie, onduidelijke oorzaak.
- Kan na eerste aanval weken, maanden of jaren goed gaan. Onzekerheid. Dissociatie in tijd en plaats, verschillende aanvallen op verschillende momenten. 2 aanvallen is bevestiging.
- Mri scan. Ronde, ovale vlekjes centraal in de hersenen rond de ventrikels. Ook in het ruggenmerg. Blijven ook lesies te zien als de plekjes al genezen zijn.
- Tussen aanvallen door wel lesies. Lesies correleren niet direct met symptomen.
- Hersenvocht onderzoek. Kijken of er een bepaald eiwitpatroon in zit. Zit alleen in hersenvocht niet in bloed dus aanwijzing voor ontsteking in de hersenen.
- Jowngvolwassenen. Tussen 20 en 50.
- Relapsing remiting MS
- Secundair progressieve MS
- Atrofie van de hersenen, vroeg in MS. 5x zo snel hersenweefsel verliezen als normaal
- Ontsteking kan wel geremd worden. Als neurodegeneratief dan niet echt meer iets te doen.
Erfelijkheid en omgevingsfactoren
- Erfelijkheid: geen erfelijke ziekte op zichzelf. Wel erfelijke gevoeligheid. Ouder met ms, kans groter.
- Vooral noorderlijk. Omgevingsfactoren. Gebieden met hoog risico: ver van de evenaar. Als je verhuisd naar tropen, minder hoog risico
- Ms hangt samen met virus -> epidemie. EBV pfeiffer. Je kan geen MS krijgen als je nooit in contact bent gekomen met EBV.
- Parasitaire infecties beetje een beschermend effect.
- Laag vitamine D. minder zonlicht.

Behandeling
- Buiten hersenen worden cellen bestand gemaakt
- Door bloed hersen barriere heen
- Moleculen lijken op myeline, ms beetje geremd
- Proliferatie van cellen beetje tegenhouden
- Medicijnen die op de celkern inwerken. Genen uitschakelen die belangrijk zijn bij auto immuniteit
- S1P maakt immuncellen blind, kunnen niet uit lymfeknoop naar hersenen
- Heel goed werkt: natalizumab. Cellen die gestimuelerd worden en naar de hersenen gaan kunnen niet door de bloed hersen barriere heen. Bepaalde eiwitten geinactiveerd die ze nodig hebben om er doorheen te komen. 4 a 6 weken 2 uur aan een infuus. Weinig bijwerkingen, veel resultaat. Niet genezen -> therapie blijven krijgen
- Antistoffen tegen subsets van immuuncellen. Alle B cellen eruit halen. Goed resultaat. Halfjaar infuus.
- Alle immuuncellen uitschakelen. Wel heel veel bijwerkingen. Wel effectief, maar erg veel bijwerkingen dus liever niet.
- Als niks werkt -> stamceltherapie.
- Natalizumab: sluit bloedhersenbarriere af. Bijna alle patienten volledig stabiel. Snel geven bij jonge mensen die veel schade hebben. Risico: geen afweer in de hersenen -> ziekte PML. Helft van de gezonde populatie is drager. Vroeger mensen met aids vaak (aan dood), weinig immuunsysteem. Testen op virus -> ander medicijn.
Stoppen met medicijn: MS gaat door, soms even erger dan ooit
- Ocrelizumab: B-cellen uit bloedbaan. Veel minder aanvallen. Nauwelijks nieuwe lesies. Eens in halfjaar infuus. Complicaties: luchtweginfecties
- Stamceltherapie. Vinden we in Nederland niet nodig, niet vergoed.
Pathogenesis
- Markers in het bloed. Neurofilament.
- Progressieve fase: lesis in grijze stof, buitenkant van de hersenen.
- Endotheelcellen goed beschermt om dingen buiten het brein te houden. Endotheelcellen geactiveert: immuncellen afgeremd, rollen, lopen en naar binnen. Ms: bloedvat ontstoken -> immuuncellen naar binnen en doen schade
- Immuuncellen eten myeline. Witte vlek mri
- Ophoping monocyten en lokale microglia
- Lang het idee dat het een t-cel ziekte is. Maar weten nu dat B-cellen ook belangrijk zijn. Complexer. Combinatie t-cel, b-cel, macrofagen
- In ms vooral veel inflammatoire microglia. Wil liever beschermende hebben
- Verstoring in het systeem: pro-resolving mediators nemen af
- CSF kan op allerlei plekken immuunsysteem beinvloeden. Lipides effect hebben

Hoorcollege 9 CSF
- Vangt fysieke schokken op
- Afval uit de hersenen verwijderen, praat met lymfen en bloed
- Gevormd in 4e ventrikel
- Om ruggenmerg heen. Ruggenprik
- Kleurloos, niet visceus
- Ondoorzichtig: aanwijzing dat er iets aan de hand is. Witte bloedcellen
- Rode kleur: bloed in csf. Niet normaal.
- LP best invasief, maar qua pijn valt het mee. Hoofdpijn/rugpijn. Kan door patient of de procedure
- Patien-related: als je al vaak hoofdpijn hebt. Procedure-related: soort naald
- Biomarkers voor AD. Amyloid beta en tau. Tau gaat omhoog in csf en a beta omlaag. A beta in plaques, normaal uitgescheiden en in csf, maar in AD niet in csf. Tau zit in de cellen en pas in csf als de neuronen kapot gaan. Dus meer tau in csf bij AD.
- Biomarkers hebben een voorspellende waarde of iemand AD gaat krijgen.
- Ideale biomarker: hoge specificiteit en sensitiviteit, vroeg, robuust (goed en betrouwbaar kunnen bepalen)
- Verschillen in cut-off waarde tussen verschillende centrums. Kan door patient: verstoord slaapritme, leeftijd, koffie. Kan ook door type buisje, opslag duur, opslag temperatuur. Ook de bepaling: antilichamen? Hoe worden de assays gevalideerd, wat is het referentiemateriaal -> moet over de wereld met elkaar afgesproken worden
- Binnekort waarschijnlijk in het bloed aantoonbaar.

Creutzfeldt-jacob disease
- Werd gediagnostiseerd met gel, western plot
- 14-3-3 eiwit verhoogd in csf
- Maar heeft niet met ziekte te maken
- Neuronen gooien inhoud in csf waaronder 14-3-3. Acute neuronale dood. Niet specifiek. Hersenbloeding kan ook
- Nieuwe ontwikkeling: specifieke eiwit dat aggregeert. Prion eiwit. Hoe detecteren in csf
-> csf sample met agregaartjes, in reageerbuisje recombinante eiwitten erbij (goed gevouwen), bij elkaar shaken etc, aggregaten gaan groeien, normale eiwitten gaan er nml ook in dus groeien aggregaat, meten hoeveel fluorescente stofje als het aan beta sheets bindt zit, stijgt.
Heel nuttig voor parkinson. Kijken of in csf alfa synucleine aggregaten zitten.
Klinisch beeld van dementie
- Leeftijd is grootste risicofactor maar niet de oorzaak
- Dementie is een syndroom geen hersenziekte. Achteruitgang van geestelijke vermogens
- Achteruitgang tov uitgangsniveau
- Betrokkenheid van minimaal 2 domeinen
Symptomen
- Geheugen. Korte termijn. Eig leervermogen. In de temporale kwab. Symptomen: herhalende vragen, eigendommen kwijtraken, afspraken vergeten, verdwalen. Ook planning en organisatie aangedaan.
- Taal frontotemporale kwab links (heel soms rechts). Twijfelende spraak, pauzes, fouten in spellen en schrijven, woordbegrip
- Executieve functies. Slecht risicos inschatten, belangrijke keuzes, plannen activiteiten
- Gedrag. Stemming, karakter, sociaal terugtrekken, impulsief, obsessief, verlies van empathie, wanen, achterdochtig. Gaat vaak samen met verlies executieve functies.
- Visuospatile functies. Verwerken visuele informatie. Moeite met klokijken, moeite met aankleden, spullen niet kunnen vinden
Testen
- Spreekkamer
- MMSE. Oud, niet heel goed. Vooral geheugen en orientatie. Vooral alzheimer
- MOCA. Uitgebreider, moeilijker, sensitiver voor cognitieve problemen. Ook executieve functies aanspreken. Beide tot 30 punten, afwijkend vanaf 24 omlaag
- CAMCOG. Niet vaak gebruikt. Uitgebreide MMSE. 104, afkap afhankelijk leeftijd
- FAB: executieve functies en ontremming, niet zo goed. 18 punten maar.
- Depressie. Vragenlijst. GDS/MADRS. Ss
- Neuropsychologisch onderzoek.
-> test voor aparte cognitieve domeinen
Belangrijkste oorzaken
- Ziekte van alzheimer
- Frontotemporale dementie
- Dementie met lewy bodies
- Vasculaire dementie. Ten gevolge van cerebrovasculaire scan. Hersenscan nodig. Blotseling, kan tijdelijk wat beter gaan. Loopstoornissen. Traagheid. Apathie, emotionele labiliteit.
Taalvarianten
Logopenic: lange zinnen niet kunnen nazeggen
Semantic: niet weten wat woorden zijn. Bv olifant. Waar herken je een olifant aan
Non fluent: moeilijk mond vormen om woorden te zeggen (door tau). Moeite met grammatica
Vaak ziektebesef bij taalproblemen.

From Bench to Clinic
Treatment for neurodegenerative disease
- Symptomatic treatment
Affect symptoms but not the cause of the disease
- Disease modifying
PD: supplementation of dopamine. L-DOPA
- Symptomatic treatment in PD very effective
- But not for every patient
- Patiens become reractory to the treatment over time
- Behoorlijk wat bijwerkingen
AD treatments
- Symptomatic treatment -> cholinesterase inhibitors: enhance cholinergic transmission
-> NMDA receptor blockers: inhibit glutamate exitotoxicity
- Aducanumab is a biomarker changer, no clinical benefit
- Symptomatic drugs are nog very succesfull: late in disease, small effect, limited group
Disease modifying
- Inhibition of formation of aggregating protein
- Inhibition o faggregation
- Clearance of aggregates
Enbrel
- Perispinal geinjecterd
- Anti-inflammatory drug wat al gebruikt werd voor reuma
Anecdotisch, subjectief en geen klinische studie
Dieren -> gezonde personen -> aantal patienten -> grote placebo gecontroleerde rct ->everyday clinical practice
Immuuntherapie
- Actieve vaccinatie: immuunsysteem wordt geactiveerd om zelf antilichamen te maken. Minder gecontroleerd
- Passieve vaccinatie: antilichamen worden genjecteerd. Duur, invasief
- Probleem: over BBB krijgen. L-Dopa passes the BBB and dopamine niet, daarom geef je de voorloper
How to select patients???
To maximise the chance to see an effect of the treatment:
- Patients need to have/develop the disease that the treatment is for
- Patients should be as early as possible in the process
- Patients should progress within the period of the trial
Alternatively: Strict diagnostic criteria:
- Neuropsychological tests
- Biomarkers
- Neuroimaging (e.g. APET or DAT SPECT)
- Genetic stratification (e.g. ApoE genotype)

Serendipitous finding: Basic EM study into tau aggregates
identifies a dye that dissolves tau filaments.
Potentially interesting drug to interfere with tau aggregates.
- A related dye -MTC- is used to manic depressive psychosis and
urinary tract infections.
Suitable for use in patients


Does the drug work on its target?
MTC compound AD
- Tangles are not affected by MTC
- Lage dosis MTC nogsteeds morris platform niet vinden, hoge dosis wel!
- Mtc zorgt ook voor betere prestaties van rota rod
- Conclusies: verlaagt tau niveaus, maar niet op de aggregaten eigenlijk. Doet goed op de gedrags testen
- Naar de kliniek: oraal toegediend, over BBB
- Gelijk naar fase 2, fase 1 kon worden overgeslagen
- In deze studie gekozen voor neuropsychologische test om mensen te includeren in de test. MME
- Hebben dus allemaal de ziekte
- Uitkomstmaat: neuropsychologische test
- Geen effect gemeten. Placebo gaat niet achteruit. Effect kan dan niet gemeten worden. Langere trial nodig of patienten die al wat verder in het proces zijn.
- Groep patienten die in een verder stadium zitten: placebo ging wel degelijk achteruit
- Placebo kreeg hier ook een lage dosis van de compound. Zon lage dosis dat het niet werkt dus wel nog placebo. -> mtc kleurt urine en oogwit. Zo weten de patienten of ze placebo zijn of niet, dus moeten ze beetje kleuren ook. Ook de artsen mogen het niet weten.
- Mtc best onstabiel dus iets verbeterd: LMTX
- Fase 3 voor AD en TAU: tauopathies
- Laatste nieuws: analyze niet goed gedaan. Ze hebben uiteindelijk alleen de patienten genomen die geen andere medicijnen namen, maar wel vergeleken met ALLE placebos. niet handig, veel kritiek.
- Of het medicijn uberhaupt werkt is niet getest in deze studie
- Nieuwe trial met monotherapie. FDG-pet, glucose in brein
- Was in dieren eig al duidelijk dat het niks deed in aggregaten, en wel doorgegaan om mensen, miss eerder gewoon moeten stoppen.
Stamcellen
- Veel verschillende types
- Cel die zich kan delen en kan differentieren in meer gespecialiseerde cellen. Kunnen ook dochtercellen maken
- Pluripotente stamcellen: embryonale stamcellen
- Teratocarcinoma: tumor die alle kiemlagen heeft
- Totipotent tot het blastocyst stadium. Dan pluripotent
- Pluripotente stamcellen zitten in het celmassa van de blastocyst
- Totipotent kan nog een hele foetus worden. Pluripotent niet
- Multipotent zitten in gastrula en die dragen we ook in het volwassen lichaam. Eigen potentieel.
- In de hersenen: subventricular zone en de hippocampus
Methodes om stamcellen te maken
1. Nuclear transfer: kern uit oocyt -> kern van gespecialiseerde cel in kernloze oocyt. Gen expressieprofiel veranderd. Cellen verjongen.
Kloneren.
2. Cell fusion: veranderen van epigenoom
3. Defined factors. Huid fibroblasten deed hij 4 transcriptiefactoren bij: OCT3/4, SOX2, KLF4, cMYC. Nodig om dna te beinvloeden. Tegenwoordig kan het ook uit bloed, urine en haar.
IPSC technologie. Groeit uit tot een kolonie. Testen of ze pluripotent zijn: kunnen ze differentiren in 3 lagen.
Transdifferentiatie: direct van fibroblast naar hersencel

Application for iPSCs: disease modeling
- Modeling of complex genetic disorders in a dish
- Drug development: test drug targets on patient cells
- Cell replacement therapy: no immune rejection after transplantation

Zitten nooit microglia bij. Terwijl die wel belangrijk zijn in het brein
Tuberous sclerosis complex (TSC)
- Autosomaal dominant
- Neuronale veranderingen en glia veranderingen
- Mutaties in TSC1 en TSC2 -> overactiviteit van mTOR pathway. Invloed op bv groei en migratie van cellen. TSC2 mutaties komt iets vaker voor
- iPSC model? Cortical neuron cultures, mix van glutamatergic en GABAergic


meer burst activiteit, maar minder gesynchorniseerd. Hypotshese: verminderde goede verbinding tussen de TSC Neuronen
axonale verandering, dichtheid omhoog, en kernen worden groter
oligodendrocyten toevoegen. Co-kweek.
Oligodendrocyten kunnen fenotype van neuronen veranderen. Enorme communicatie in het brein dus soms astrocyten en oligodendrocyten nodig.

Moleculaire ziektemechanismen, therapeutische aangrijpingspunten
Vanishing White Matter
- leukodystrofie (karakteristiek MRI patroon; genetisch)
- autosomaal recessief
- lethaal en zonder genezende therapie
- verschil in leeftijd en ziekte ernst (voornamelijk jonge kinderen). 4 jaar ongeveer
- ataxie (cordinatie/balans)
- chronische neurologische achteruitgang
- acute episodische neurologische achteruitgang: snelle ne plotselinge achteruigang na koorts of bij stoten hoofd: vaak gedeeltelijk he3stel, soms coma en acuut overlijzen: inzet preventieve maatregelen (helm, vaccinatie, antibiotica)
- diagnose met MRI en genetische test
- wittestof verwijnt, cysteuze degeneratie
- grijze stof blijft redelijk intact
- astrocyten en oligodendrocyten voornamelijk aangetast
- de macroglia aangedaan. Hebben een afwijkende morfologie en functioneren niet (goed)
- macroglia rijpingsdefect (verhoogd aantal voorloper cellen)
- witte stof astrocyten: minder uitlopers en dikker. Nesting positief
- astroycten helpen bij het uitrijpen van de oligodendrocyten
- eIF2B complex. Reguleert de translatie initiatie snelheid. Nodig voor eiwitsynthese in alle cellen.
-> ternair complex tussen eLF2, Met en GTP
-> mRNA kan soms meerdere keren vertaald worden
-> ternair complex heeft een hoge affiniteit voor het kleine subunit: vormen en pre-initatie complex. Als dat gebeurt is er een hele grote affiniteit voor de CAP structuur. Gaat bewegen richting het startcodon = scanning. Grote subunit haakt er dan aan en alles vromt een ribosoom. GTP wordt GDP. Elongatie start nadat het ternaire complex uit elkaar gevallen is (MET gaat eraf). Kan nu geen nieuwe eiwitsynthese meer optreden, daarvoor is eLF2B nodig. Geen eIF2B -> geen eiwitsynthese -> geen leven
- eIF2B activiteit bepaald de snelheid van eiwitsynthese
- als eIF2 gefosforyleerd wordt dan bindt en inactiveert eIF2B en daardoor is er een remming van de eiwitsynthese. Bv bij stress
-> infecties
-> oxidatieve stress
-> cellulaire stress
- ATF4 wordt gemaakt
Onderzoek
- Muismodel. Homozygoot voor een mutatie van eIF2B.
- Ataxie bij muis bij een leeftijd van 5 maanden
- Humaan eindpunt is 8-11 maanden
- Afwijkende myeline (vacuolen, minder myeline)
- Astrocyten hebben een afwijkende morfologie en zijn onrijp. Ook nestin positief
- Rna met meer ribosomen is zwaarder. Heet een polysoom.
- In de fracties kijken welke rna daarin zitten. Kijken wat in wildtype muis zit en wat in het model
- Identificatie en kwantificatie van actief vertalende mrnas in hersenweefsel van WT en VWM muizen.
- Meet de hoeveelheid mrna met uv-signaal
- Kleine subunit, grote subunit, ribisoom, meerdere ribosomen verdelen zich over de buis
- Fractie a niet vertaald en b wel
- Het beste na 4 maanden, want dan zijn ze symptomatisch, maar is de kans kleiner dat ze doodgaan zoals bij 10 of 11 maanden
- Uit polysomal profiling komt dat de eiwitsynthese snelheid hetzelfde in wildtype en mutatie waren
- Daarna microarray -> enkele mrnas waren harder bezig met eiwit maken, dus niet minder eiwit.
- ATF4 zit in de respons die optreedt wanneer eIF2 wordt gefosforyleerd. Transcriptiefactor gaat aan en zet allerlei genen aan. Die worden gereguleerd door ATF4 en zijn verhoogd in VWM. Die gaan tegen wat de effecten kunnen zijn van bijvoorbeeld oxidatieve stress. Beschermingsmechanisme.
-> mutatie in eIF2B verlaagt eLF2B activiteit en verhoogt daarmee de ATF4 expressie
-> ATF4 is een transciptie factor en unduceert een set genen die de gevolgen van stress beperken en hetstel geven
-> bij VWM gaat die stressrespons dus aan zonder dat er stress is. Ontregeld, niet gereguleerd.
- Hersen specifiek effect
- ATF4 gaat aan na 4 weken. Positieve correlatie met hoeveelheid ATF4 activiteit en verloop van de ziekte
- ATF4 tot expressie in alleen Bergmann glia en astrocyten. Dus niet oligodendrocyten.
- Myelin staining bij de mens. Validatie. Ook bi patienten dezelfde cellen positief voor ISR marker.
- Model dat het meest waarschijnlijk is: aantal rna aan die eigenlijk niet aan hren te gaan waardoor mogelijk ander patroon eiwitten die gemaakt worden, oligodenrocyten tegenhouden, minder myeline??
ISR: integrate stress respons
Markers in alle astrocyten te vinden, dus ook grijs, nog onbekend waarom dat niet aangedaan is
Als je een muis maakt zonder ISR factoren krijg je geen muis met VWM
Medicijn
- Cellen gevonden die remt stress respons: ISRIB. ISR inhibitor.
-> stimuleert eIF2B activiteit gedurende ISR
-> leek veelbelovend, maar toxisch. Nu wel andere compounds aan het testen `
From bench to clinic: Commercial parties
In 2019 ales of amyloid of tau gericht
Inmiddels meer targets en ontwikkelingen
Nogsteeds op zoek naar
- Goede targets
- Goede diermodellen
- Goed bestand hebben met mensen die bereid zijn om mee te toen aan trials
- Goede biomarkers
Zijn heleboel fases -> heleboel kandidaten vallen af
fase 1: veiligheid, bijwerkingen. Gezonde vrijwilligers of patienten in geval van oncologie
fase 2: effectiviteit kleine aantallen
fase 3: effectiviteit grote groep -> 60% kans van slagen
Biotech, pharma, generic
Interactie heeft alles te maken met het risicoprofiel. Vroege fase -> groot risico dat iets afvalt. Rol die biotech aanneemt. 5 tot 10 jaar. Met subsidies en geld van investeerders
Fase 1, 2. Industrie hapt nu toe. Pharma. Kostbare klinische studies, heeeeel duur. Salesforce.
Einde van patent: generic
Axovant. Actief in alzheimer. Gekocht voor 5 miljoen, naar de beurs en marktwaarde van 1.5 miljard. Nu 2.8 miljard.
Valley of death. bedrijf erdoorheen krijgen anders is het einde
Pharma gebruikt biotech door het naar een bepaald punt te tillen en het dan pas te kopen, om zo risico voor zichzelf te verkleinen
Publieke bedrijven, beursgenoteerd, aandeelshouderwaarde is erg belangrijk
Innovation gap, steeds meer geld om minder geneesmiddelen goedgekeurd te krijgen
Druk op de prijzen vanwege stijgende zorgkosten
Patent cliff: einde van patentperiode moet je een behoorlijke omzet kunnen generen
Biotech bedrijf dient patent al in, zodat pharma niet kan kapen.
Hatch-waxman extension. Wel degelijk mogelijkheden om je partij aan tafel te krijgen en goede afspraken te maken.
Impact van generieke industrie: heel snel een veel goedkoper geneesmiddel op de markt. Kan 90% in prijs schelen.
Als patent verlopen is wordt het gewoon vrij voor iedereen
Patent
- Technische oplossing
- Exclusief recht om te maken en te verkopen
- Anderen verbieden om te maken of te verkopen
- Temporary government-granted monopoly right on an invention. Dit patent geeft het bedrijf dat het medicijn heeft ontwikkeld een tijdelijk exclusief recht om dat medicijn te produceren en te verkopen, vaak voor een periode van 20 jaar vanaf de indiening van het patent.
Novelty = new/not known in the public domain (prior art)
Inventive step = not obvious to person skilled in the art
Industrial application = can be made or used in any kind
of industry
Enabling disclosure = sufficiently clear and complete for
person skilled in the art

zolang mogelijk patent in stand houden is een ding. Zijn verschillende strategien om je markt exclusiviteit te verlengen. Evergreening: nieuwe doseervorm en daar worden alle artsen net voor het patent verloopt op gezet en zo verleng je de markt exclusiviteit.
Pharma bad guys
In korte tijd prijs heel erg verhogen. Epipen bijvoorbeeld
Imago van pharma is daardoor bestwel slecht
Totale zorgkosten stijgen wel maar wordt niet perse gedreven door de farmaceutische component
In nederland steeds meer medicijntekorten
Aantal generieke medicijnen in NL gehalveerd.
-> verzekeraars selecteren 1 aanbieder en alleen dat wordt vergoed komende 2 jaar. Anderen niet
-> gevolg: handelsvergunning laten verlopen
-> schaarste bij die ene fabrikant: medicijn in NL helemaal niet beschikbaar
Aducanumab heeft fase 2 overgeslagen. Imiddels weer van de markt gehaald
Nucleic acid based targeting
Eiwit wordt gecodeerd door DNA -> mrna kopie -> eiwit
Treatment Rationale: prevent accumulation = prevent aggregation = prevent neurodegeneration
Nucleic acid targeting: genoom is niet affected.
Specifiek voor een specifieke sequentie
Antisense in rna maken: 2 basale mechanisme
1: rnase H. stukje duplex wordt afgebroken -> hele rna wordt afgebroken
2: steric hindrance. Ruimte innemen. Zit in de weg van een bepaald proces. Bv ribosoom kan niet binden
Tools: AON (antisense oligonucleotide) of siRNA (antisense rna)
Selectief een allel afbreken. Bij mutaties
Bij duchenne: eiwit maken dat niet helemaal goed is maar beter dan geen eiwit hebben. Hier 51 en 52 skippen.
Maken in lab. Kan allerlei modificaties aanbrengen
Groot nadeel: worden niet zomaar makkelijk door alle cellen opgenomen en kunnen niet door alle barrieres heen. BBB. Voor Neuro ziektes in CSF inspuiten
Nucleic Acid Targeting: Prevent accumulation of specific proteins via the mRNA
1. Target wt aggregating protein
2. Target specifically mutant aggregating protein
Ionis Drug Worked in Phase 3 but Had Serious Side Effects
Bijwerkingen
- Off-target. Niet via intented target mrna
- On-target. Effect via other function of the target
Targeting tau by AON:
1. Targeting tau for degradation. Start met AON bij 11 maanden -> vermindering tau!
2. Splicing modulation: skipping of exon 10. 4 repeats (higher risk for aggregation). AON inzetten op skippen waardoor je voornamelijk 3 repeats maakt. Minder sterk aggregeert.
ALS mutatie in SOD1, aggregeert.
AON targeting wt SOD. Humane trial.
Familiair, zodat weten dat ze de ziekte hebben en dat ze SOD hebben want is erg heterogene ziekte.
Wildtype omdat het een heterogene ziekte is en iedereen op verschillende plek de mutatie heeft. Zo pak je ze dus allemaal
Intrathecal, want niet over BBB


. De oefenexamen moet geschreven zijn in de Nederlandse taal. Onderin staan de antwoorden. Het aantal vragen dat het oefenexamen moet bevatten is 30.

Antwoord rapporteren