ERC Starting Grant toegekend aan drie Amsterdam UMC-onderzoekers

De onderzoekers zijn erg blij dat ze de volgende stap kunnen zetten in hun onderzoekstraject. De onderzoekers focussen met hun onderzoeksgroepen op de functie en regulatie pacemakercellen (Devalla), de resistentie tegen geneesmiddelen bij acute myeloïde leukemie (Thijssen) en onderzoek naar hoe neuronen hun activiteit in balans houden (Freal).

De geheimen van onze hartslag ontrafelen

Gedurende een mensenleven maakt het hart bijna 3 miljard hartslagen. Deze ritmische samentrekkingen worden gecoördineerd door de pacemakercellen van het hart. De precieze functie en regulatie van deze cellen is echter al lange tijd een mysterie. Om deze kenniskloof aan te pakken gaan wetenschapper Harsha Devalla en haar team de cel-cel interacties die de pacemakeractiviteit bepalen onderzoeken.

Hun onderzoek zal zich richten op het verkennen van de complexe wisselwerking tussen pacemakercellen en neuronen. Deze interactie speelt een cruciale rol bij het bepalen van de snelheid van onze hartslag. Het team zal geavanceerde technieken inzetten, waarbij gebruik wordt gemaakt van humane geïnduceerde pluripotente stamcellen. Deze stamcellen, gemaakt van zowel gezonde personen als patiënten met specifieke genetische afwijkingen, zullen worden gedifferentieerd tot pacemakercellen en neuronen om de hersen-hart interactie na te bootsen.

Deze vernieuwende aanpak zal belangrijke inzichten geven in het gedrag van pacemakercellen in zowel gezonde toestand als bij ziekte. Het begrijpen van de fundamentele aspecten die de hartslag en het ritme reguleren, kan een revolutie teweeg brengen in de huidige therapeutische aanpak van hartritmestoornissen, veroorzaakt door cardiovasculaire en/of neurologische aandoeningen.

Inzicht in terugkeer acute myeloïde leukemie

Rachel Thijssen verricht baanbrekend onderzoek naar de resistentie tegen geneesmiddelen bij acute myeloïde leukemie (AML). Deze vorm van leukemie is een ernstige kwaadaardige bloedziekte. In een groot deel van de patiënten keert de ziekte na behandeling helaas terug. Als we inzicht verkrijgen in de oorzaken voor terugkeer van de ziekte kan dat leiden tot betere en specifieker behandelmethoden. Thijssen gaat onderzoeken of niet-genetische mechanismen verantwoordelijk zijn voor drugresistentie. Om dit te bewerkstelligen, ontwikkelt ze een innovatieve methode waarmee tegelijkertijd het transcriptoom, het genoom en het epigenoom per cel worden uitgelezen. Hierdoor kan een heel gedetailleerd beeld verkregen worden van een zeer heterogene tumorpopulatie. Zo hoopt ze de epigenetische mechanismen van drugresistentie te ontdekken, die kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe geneesmiddelen voor de behandeling van leukemie.

Onderzoek naar hoe neuronen hun activiteit in balans houden

Onderzoeker Amélie Freal gaat haar onderzoeksgroep binnen de afdeling Humane Genetica verder uitbreiden. Zij wil bestuderen hoe neuronen de juiste balans in activiteit kunnen handhaven in neuronale netwerken. Dit proces is van groot belang voor het gezond functioneren van het zenuwstelsel, aangezien verstoorde homeostase vaak aan de basis ligt van diverse neurologische aandoeningen.

De specifieke interesse van het onderzoeksteam ligt bij het Axon Initial Segment (AIS), een essentieel onderdeel van neuronen. Het AIS reguleert de generatie van actiepotentialen en beïnvloedt hoe neuronen onderling communiceren. Hoewel het AIS lange tijd als een statische en passieve structuur werd beschouwd, heeft recent onderzoek, zowel vanuit het laboratorium van Freal als vanuit andere onderzoeksgroepen, aangetoond dat veranderingen in netwerkactiviteit leiden tot plasticiteit van het AIS. Deze plasticiteit heeft op haar beurt langdurige effecten op de excitabiliteit, de vatbaarheid voor prikkels, van neuronen.

Met behulp van geavanceerde technieken zoals superresolutie en live beeldvorming van AIS-ionenkanalen en structurele eiwitten, samen met proteomics en elektrofysiologie, worden de mechanismen achter AIS-plasticiteit onderzocht. Het doel is om te begrijpen hoe dit proces bijdraagt aan de regulatie van homeostase binnen neuronale netwerken.

^{Fotografie: Adobestock}