Werking van hormonen op hersenen slim bekeken

Door slim gebruik te maken van een bestaande ‘hersenatlas’ is een schat aan informatie te winnen over de werking van hormonen op de hersenen. Dat publiceren onderzoekers van het Leids Universitair Medisch Centrum (LUMC) en de TU Delft op 26 januari in PNAS. De onderzoekers pasten datamining toe op de Allen Brain Atlas, een enorme dataset waarin de activiteit van 20.000 genen in het muizenbrein is vastgelegd.

Stress- en geslachtshormonen hebben veel effecten op het brein, bijvoorbeeld op het geheugen en emoties. Maar welke hersengebieden door welke hormonen worden beïnvloed en hoe dat precies verloopt is nog onduidelijk. “Onderzoekers kijken vaak naar dezelfde hersengebieden”, vertelt endocrinoloog dr. Onno Meijer (LUMC). “Maar er zijn wel 900 gebiedjes die relevant zouden kunnen zijn.”
Link tussen oestrogenen en cortisol 
Als een hormoonreceptor in de hersenen zijn ‘eigen’ hormoon signaleert, dan reist de receptor – vaak met tussenstappen – naar de celkern, waar het DNA huist. Bepaalde genen worden dan actief, dat wil zeggen dat ze eiwitten gaan aanmaken. Door te kijken welke genen op dezelfde plekken in de hersenen actief zijn als de genen die zorgen voor aanmaak van de hormoonreceptoren, kunnen allerlei verbanden ontdekt worden. Zo zagen de onderzoekers dat oestrogenen en cortisol ieder meerdere hersengebieden tegelijkertijd aansturen. Dopamine-rijke gebieden blijken juist op een heel selectieve manier gevoelig voor cortisol en testosteron. “Dit zijn heel nuttige inzichten, die grotendeels te vertalen zijn naar mensenhersenen. Overigens willen we onze manier van data-analyse in de toekomst ook toepassen op data van het menselijk brein”, aldus Meijer.

Bijna tot op de micrometer
De onderzoekers hoefden zelf nauwelijks proeven uit te voeren: ze maakten handig gebruik van de Allen Brain Atlas. Deze is gemaakt door een groot herseninstituut in Seattle, met honderden miljoenen dollars subsidie van Paul Allen (ex-Microsoft). In de atlas is vastgelegd wáár in het brein 20.000 genen van de muis actief zijn. “Voor het hele brein gaat het om 60.000 blokjes van 200 bij 200 micrometer”, vertelt dr. Marcel Reinders (TU Delft). De wetenschappers brachten orde aan in deze enorme berg gegevens en zochten vervolgens naar verbanden. “Deze atlas is publiek beschikbaar. Voor onderzoekers biedt de atlas een fantastische mogelijkheid om hun eigen veronderstellingen te toetsen,” besluit eerste auteur dr. Ahmed Mahfouz (LUMC).

Het onderzoek werd uitgevoerd binnen het STW-project Genes in Space (12721: PI: prof. Lelieveldt), bij de LUMC-afdelingen Radiologie en Endocrinologie, de Erasmus MC afdeling Endocrinologie, en de Pattern Recognition and Bioinformatics groep van de TU Delft.

Bron: LUMC