Bij aandoeningen zoals psychoses en depressie is het grotendeels onbekend wat de onderliggende veranderingen in het brein zijn. Dit komt vooral doordat ze moeilijk te onderzoeken waren. ‘Wetenschappers zagen begin 20e eeuw met hun microscoop geen veranderingen in het psychiatrische brein. Dit leidde tot de misvatting dat er niets in de hersenen veranderd,’ legt Inge Huitinga uit, directeur van de Nederlandse Hersenbank en bijzonder hoogleraar aan de Universiteit van Amsterdam. ‘Nu pas zijn er technologieën die gevoelig genoeg zijn om dit te detecteren.’ 

Tegenwoordig worden artsen vaak geconfronteerd met patiënten die willen begrijpen wat er met hun brein aan de hand is. Paul Lucassen, hoogleraar Plasticity of the Brain aan het UvA Swammerdam Instituut voor Levenswetenschappen: ‘In Nederland krijg iemand met een depressieve stoornis eerst psychotherapie, vaak gevolgd door antidepressiva. Hoewel sommige mensen hierop reageren, is dat bij velen niet het geval.’ De jaarlijkse kosten hiervan zijn enorm, zo’n 25 miljard euro in Nederland. 

Om hersenaandoeningen zoals depressie te kunnen voorspellen, voorkomen, en gerichter te behandelen, is het cruciaal om de moleculaire mechanismen achter deze breinziekten te ontrafelen. Dit is het doel van het nieuwe Instituut voor Chemische Neurowetenschappen (iCNS), een 10-jarig onderzoeksprogramma dat recent een miljoenensubsidie heeft ontvangen. Het iCNS wordt geleid door zes hoofdonderzoekers, waaronder voorzitter Inge Huitinga en Paul Lucassen. Huitinga: ‘Het uitgangspunt van iCNS is dat we doorbraken willen forceren.’

Unieke collectie

Het startpunt van het iCNS is een unieke collectie hersenweefsel van de Nederlandse hersenbank. Via een donorprogramma zijn er ongeveer 5000 hersenen van psychiatrische patiënten verzameld. Huitinga: ‘Nederland is klein en de Hersenbank is dag en nacht bereikbaar. Hierdoor is de vertraging na overlijden gemiddeld slechts zes uur, wat wereldwijd het kortste is.’ 

Dit zorgt ervoor dat het hersenweefsel van heel hoge kwaliteit is. Bovendien zijn van elke patiënt die hersenen doneerde ook heel veel andere mogelijk relevante gegevens opgeslagen. Het is bijvoorbeeld bekend hoe vaak de patiënten ziek zijn geweest, welke symptomen ze precies hadden, en hoeveel medicatie ze hebben gehad. Met behulp van AI en machine learning worden deze gegevens toegankelijk gemaakt voor analyse.

Hierdoor kunnen onderzoekers per symptoom naar moleculaire veranderingen in de relevante hersengebieden kijken. Op deze manier kunnen de ze exact zien wat er verandert bij psychiatrische symptomen zoals depressie en angst. Huitinga: ‘Dit is een hele nieuwe benadering. De wereld kijkt toe, dat merken we er wel. Dat is echt fantastisch.’

Technologische vooruitgang

ICNS brengt hierbij verschillende technologische doorbraken samen. Lucassen: ‘Tegenwoordig kan je in groot detail alle genen, eiwitproducten en vetten van een stuk hersenweefsel in kaart brengen. Je krijgt hierdoor een compleet beeld van wat er in het weefsel zit.’ Ook kan AI nu helpen met het doorzoeken van de enorme datasets. Daarnaast zijn er ontwikkelingen geweest in de chemie, waardoor je verschillende moleculen zichtbaar kunt maken en kunt manipuleren.  

Lucassen: ‘Deze technologieën zijn allemaal los van elkaar ontwikkeld door experts van verschillende vakgebieden. Maar juist door ze te combineren worden nieuwe inzichten mogelijk. Dat is de impact die iCNS kan hebben: het samenvoegen van meerdere technieken op een manier die één plus één gelijk maakt aan drie.’ 

Interdisciplinair

Hierdoor komen veel vakgebieden samen. Huitinga: ‘Bij iCNS gaan we deze disciplines combineren en de nieuwe inzichten die we verkrijgen uit hersenweefsel uitgebreid te testen om uiteindelijk patiënten te kunnen helpen in de kliniek. Die interdisciplinariteit is cruciaal, ook voor de toekomst. Dus we hebben niet alleen veel data, maar ook veel verschillende expertises die met elkaar verbonden moet worden.’ 

Het samenwerken met verschillende disciplines kan soms lastig zijn. Datawetenschappers en chemici gebruiken bijvoorbeeld hele andere vaktermen, en zullen elkaars taal moeten leren spreken om elkaar goed te begrijpen. Dat kost tijd en aandacht. Lucassen: ‘We hebben de ambitie om de komende tien jaar een nieuwe generatie wetenschappers op te leiden, die dit goed kunnen en multidisciplinair kunnen denken en samenwerken. Die multidisciplinariteit voegen echt waarde toe om beter onderzoek te kunnen doen en is absoluut de moeite waard.’

Voor de patiënten

Uiteindelijk hopen de onderzoekers dat iCNS het verschil kan maken voor patiënten. Lucassen: ‘We hopen dat patiënten bij de dokter uiteindelijk antwoord kunnen krijgen op de vraag 'Wat is er mis met mijn brein?'. Dat we inzicht krijgen in de mechanismen die ten grondslag liggen aan bijvoorbeeld hun depressie of psychoses, en dat er vanuit die inzichten ook nieuwe, betere therapieën ontwikkeld kunnen worden.’