Sharon Kolk is Assistant Professor aan de Radboud Universiteit en doet hersenonderzoek naar communicatie tussen cellen in ontwikkelende hersenen. Hierbij focust Sharon zich met name op de rol van genen in de ontwikkeling van bepaalde hersengebieden, die bijvoorbeeld een rol spelen bij neurologische ontwikkelingsstoornissen. Wij vroegen Sharon naar haar huidige onderzoekslijn dat zich richt op risicofactoren tijdens de ontwikkeling van hersengebieden, met name de prefrontale cortex.

Achtergrond

Sharon behaalde haar PhD aan de Radboud Universiteit Nijmegen, waarna zij Postdoctoraal onderzoeker werd aan Yale University en de rol van axon guidance moleculen onderzocht. Deze moleculen zijn betrokken in de communcatie van ontwikkelende hersenen. Hierna vervolgde zij haar carrière aan het Rudolf Magnus Instituut in Utrecht en is momenteel aangesteld als Assistant Professor Molecular Neurobiology aan de Radboud Universiteit.

Waarom is onderzoek naar communicatie tussen ontwikkelende hersencellen belangrijk?

We weten eigenlijk nog relatief weinig over de communicatie tussen cellen tijdens hersenontwikkeling. En dat terwijl er veel complexe processen plaatsvinden tijdens te ontwikkeling; miljarden zenuwcellen moeten hun weg vinden om uiteindelijk op de juiste plek te belanden. Maar ook de verspreiding van hersencellen en hoe de communicatie plaats kan vinden tussen ver gelegen andere hersengebieden is een heel interessant proces in hersenontwikkeling. Dit alles moet natuurlijk nauwkeurig in goede banen worden geleid. Er moet een soort bewegwijzering zijn voor neuronen zodat ze weten waar ze heen moeten migreren en waar de axonen naartoe moeten. Gaat er iets mis tijdens deze ontwikkeling, door bijvoorbeeld een genetische of externe factor, dan kan dit grote gevolgen hebben later in het leven. Je kunt het zien als een onstabiel fundament, waarop je verder wilt bouwen.

Kun je iets vertellen over belangrijke bevindingen uit je onderzoek?

Het is duidelijk geworden dat één van de belangrijkste gebieden van onze hersenen, de prefrontale cortex (PFC) zich geheel uniek ontwikkelt ten opzichte van andere corticale gebieden. De PFC ligt in het voorste gedeelte van de hersenkwabben en vervult een belangrijke rol in cognitieve en emotionele functies, zoals bijvoorbeeld planning en sociaal gedrag. Er kan van alles mis gaan tijdens de ontwikkeling van de PFC. Dit kan door externe factoren komen, bijvoorbeeld door het gebruik van het anti-HIV medicijn Efavirenz tijdens de zwangerschap. Ons onderzoek heeft laten zien dat de ontwikkeling van de PFC dan heel anders verloopt en dat dit neurologische gevolgen heeft op latere leeftijd. Een ander belangrijke lijn binnen mijn onderzoek is het bestuderen van de juiste (temporele en spatiële) expressie van genen tijdens hersenontwikkeling. Als hier iets mee mis gaat zoals bijvoorbeeld in genetische aandoeningen, dan kan dit gevolgen hebben voor de ontwikkeling en functioneren van onze hersenen. Dit zien wij bijvoorbeeld in het Witteveen-Kolk syndroom, dat in 2016 ontdekt is. Hierbij is het gen SIN3A afwezig of aangedaan en we hebben gezien dat dit de normale hersenontwikkeling sterk kan verstoren.

Je hebt in 2018 een NWA-ORC subsidie gekregen voor het project “Een interdisciplinaire blauwdruk voor verbetering neuropsychiatrische zorg voor patiënten met zeldzame genetische syndromen”. Kun je ons meer vertellen over de huidige status van deze onderzoekslijn?

Het voornaamste doel van deze onderzoekslijn (ProMiSe) is om meer inzicht te krijgen in het ontstaan van neurologische ontwikkelingsstoornissen. Door meer naar specifieke aspecten van hersenontwikkeling te kijken, kunnen uiteindelijk behandelstrategieën beter en doelmatiger toegepast worden. Eén van de manieren hiervoor is om ziekte-specifieke genetische afwijkingen in kaart te brengen en na te gaan welke uiting dit heeft op de verschillende niveaus (van molecuul tot gedrag en van mens tot maatschappij). Om invulling te geven aan deze onderzoekslijn bemoedigen wij alle betrokken partijen hierin mee te denken; patiënten organisaties, kennisinstituten, academische ziekenhuizen en partners vanuit de private sector. We hebben afgelopen december de Kick Off Meeting gehad met alle betrokken partners en stakeholders. Inmiddels zijn er mensen aangenomen op dit project en zijn we aardig op weg.

Tot slot: Hoe ziet de toekomst van je onderzoekslijn eruit?

Een veelbelovende richting binnen de biologie is de studie naar organoïden, stukjes menselijk weefsel die we kunnen laten groeien uit geïnduceerde stamcellen. En dit is tegenwoordig ook mogelijk voor hersenweefsel. Naast dat we heel fundamentele processen van hersenontwikkeling kunnen bestuderen, kunnen we ook zien wat er gebeurt als genen, betrokken bij ontwikkelingsstoornissen, aan of uit worden gezet. Hopelijk kunnen we met deze lijn weer een stapje dichterbij de complexe puzzel van menselijke hersenontwikkeling komen en kunnen we wellicht werken aan genetische dan wel farmacologische interventies van het cellulaire fenotype.

Meer weten over de onderzoekslijn ProMiSe? Klik hier voor informatie over het project.

Afbeelding: TechnologyNetworks.com