Climbing fibers and ataxia

The research team of Dineke Verbeek (Department of Genetics of the UMCG, Groningen) has recently published an article that gives a new insight in the cause of genetically different types of ataxia. The group noted that a particular type of nerve fibers in the cerebellum shows a deviation in several types of ataxia.


The deviation is noted in climbing fibers. Climbing fibers carry information to the cerebellum. In the cerebellum the climbing fibers form synapses with the Purkinje cells and in those cells the information is processed.

Information enters the cerebellum via climbing fibers (blue arrow); the climbing fiber makes connections with the Purkinje cells (red tree); Info leaves the cerebellum via the nerve fibers of the Purkinje cell (red arrow)

Climbing fibers play an important role in cerebellar functioning. All nerve cells – including climbing fibers – in the cerebellum communicate via a well-organized network. Changes in this network could be the result of abnormal development of climbing fibers or caused by reduced functioning of these cells. In different SCA types including SCA1, SCA5, and SCA23 identical climbing fiber changes have been identified.

This observation suggests that a shared disease mechanism exists underlying these SCA types. However, future research is necessary to confirm whether all SCA types show similar climbing fiber alterations and whether this finding could be useful as a therapeutic target.

-------------------------------------------------------------------------------------------------

Smeets, C. J. L. M., & Verbeek, D. S. (2016). Climbing fibers in spinocerebellar ataxia: A mechanism for the loss of motor control. Neurobiology of Disease, 88, 96–106. http://doi.org/10.1016/j.nbd.2016.01.009

Klimvezels en ataxie

Het onderzoeksteam van Dineke Verbeek (Afdeling Genetica van het UMCG, Groningen) heeft recent een artikel gepubliceerd dat een mogelijk nieuwe kijk geeft op het ontstaan van genetisch verschillende ataxie typen. De groep merkte op dat een bepaald type zenuwvezel in de kleine hersenen een afwijking vertoont bij verschillende soorten ataxie.

Het gaat om de klimvezels. Via de klimvezels komt informatie de kleine hersenen binnen. De klimvezels maken contact met de Purkinje cellen in de kleine hersenen en via de uitlopers van de Purkinje cellen verlaat informatie de kleine hersenen. 

Informatie komt binnen (blauwe pijl) via de klimvezel; de klimvezel maakt contact met de Purkinje cellen (rode boom); informatie verlaat de kleine hersenen via de uitlopers van de Purkinje cellen (rode pijl)

Klimvezels spelen een belangrijke rol in het functioneren van de kleine hersenen. Alle zenuwcellen – waaronder klimvezels - in de kleine hersenen communiceren via een goed georganiseerd netwerk. Verstoringen in dit netwerk zouden veroorzaakt kunnen worden door verkeerde aanleg van de klimvezels of door verslechterd functioneren. In verschillende SCA typen waaronder bijvoorbeeld SCA1, SCA5 en SCA23 zijn identieke klimvezel veranderingen ontdekt.

Deze observatie veronderstelt dus dat er mogelijk een gemeenschappelijk ziektemechanisme is tussen verschillende SCA typen. Er is echter nog meer onderzoek nodig om te bevestigen of dit voor alle SCA typen het geval is en of deze bevinding ook perspectief biedt voor therapeutische interventie.

---------------------------------------------------------

Smeets, C. J. L. M., & Verbeek, D. S. (2016). Climbing fibers in spinocerebellar ataxia: A mechanism for the loss of motor control. Neurobiology of Disease, 88, 96–106. http://doi.org/10.1016/j.nbd.2016.01.009

SCA5 - verslechtering van motorische coördinatie

Dr. Mandy Jackson leidt een onderzoeksgroep aan de universiteit van Edinburgh. Samen met haar onderzoeksgroep heeft zij onderzocht of het mogelijk is om bij SCA5 patiënten de coördinatie te verbeteren door het eiwit wat veranderd is door de aandoening toe te dienen.

Bij SCA5 patiënten is het ß-III spectrin eiwit veranderd door de aandoening. Men neemt aan dat de patiënt moeite heeft met het coördineren van de bewegingen door de verandering van dit eiwit. 

Onderzoekers hebben gekeken bij muizen of toediening van het ß-III spectrin eiwit in de hersenen misschien de motorische coördinatie zou kunnen herstellen. Er werd gevonden dat door het toedienen van dit speciale eiwit de activiteit van de Purkinje cellen toeneem. Purkinje cellen zijn een speciaal type zenuwcellen in de kleine hersenen die verantwoordelijk zijn voor de coördinatie van bewegingen. Ondanks de toename van de activiteit van de Purkinje cellen kon dit eiwit niet voorkomen dat de zenuwcellen afstierven en dat de coördinatie van de spieren afnam.


Een verklaring waarom de het toedienen van het eiwit niet helpt is dat de problemen al te lang geleden begonnen zijn en dat het proces op dat moment al onomkeerbaar is. Daarom is het zeer belangrijk om in de toekomst bij het gebruik van therapeutische strategieën zoals gentherapie rekening te houden met tijdstip van de aanvang van de therapie. De therapie moet dus starten ver voordat de ziekte zich openbaart.

--------------------------------------------------------------------------------------------

Dit onderzoek werd mogelijk gemaakt door een genereuze donatie van de RS MacDonald Charitable Trust.