“Deze suiker komt in de hippocampus, en het zou daar niet moeten zijn,” zei Robert Linhardt, hoogleraar biocatalysis and metabolic engineering aan het Rensselaer Polytechnic Institute, en hoofdauteur van de studie. “We denken eigenlijk dat dit het herbedraden van het geheugen in de hippocampus is, en het veroorzaakt geheugenverlies. Neurale circuits worden verstoord of gebroken of op de verkeerde manier verbonden.”
De studie is het meest recente resultaat van een zesjarige samenwerking tussen Linhardt en Dr.Eric Schmidt, een expert op het gebied van sepsis en universitair docent in de afdeling Geneeskunde van de Universiteit van Colorado Denver.
Sepsis is een systemische infectie van het lichaam. Een derde van de patiënten opgenomen in ziekenhuizen met sepsis gaan in septische shock. Daarvan zal de helft sterven. In een studie van 2016 gepubliceerd in het American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, ontwikkelde een team dat Schmidt en Linhardt omvatte een eenvoudige maar nauwkeurige test om te bepalen of patiënten in septische shock zouden herstellen of sterven.
De test gebruikt een urinemonster om de concentraties van een soort suiker-glycosaminoglycanen-te controleren die gewoonlijk cellen langs bloedvaten en andere oppervlakken in het lichaam bedekken. In septische shock, het lichaam werpt fragmenten van deze suikers, en het team vond dat hogere concentraties voorspellen de dood. De test wordt gebruikt in klinische omgevingen en het inzicht heeft artsen geholpen bij het zoeken naar effectievere therapieën.
hun volgende stap testte of er een verband bestaat tussen de suikers en mentale veroudering geassocieerd met septische shock. Onderzoek gepubliceerd in de februari editie van het Journal of Clinical Investigations toonde aan dat, tijdens septische shock, fragmenten van de suiker heparan sulfaat de bloed-hersenbarrière passeerden en de hippocampus, een gebied van de hersenen kritisch voor het geheugen en cognitieve functie. Er zijn aanwijzingen dat het heparansulfaat zou kunnen binden met neurotrofische factor (BDNF) die van cruciaal belang is voor hippocampale potentiëring op lange termijn, een proces dat verantwoordelijk is voor de vorming van ruimtelijk geheugen. De onderzoekers vonden ook dat de aanwezigheid van een verrijkt heparansulfaat in het bloedplasma van septische patiënten bij opname in een intensive care-eenheid voorspelde cognitieve stoornis gedetecteerd 14 dagen na ontslag.
om zeker te zijn wilden de onderzoekers het heparansulfaat in de hippocampus zien komen en binden met BDNF. De nieuwe studie in PNAS toont precies dat. Om heparansulfaat in de hersenen te volgen in een zee van andere suikers die door de bloedbaan bewegen, moest Linhardt ‘ s team heparansulfaat synthetiseren gelabeld met een stabiele koolstofisotoop, die in tegenstelling tot veel andere etiketteringsmethoden volledig veilig is en identiek is aan de natuurlijke suiker. Het kostte ze twee jaar om erachter te komen hoe het te doen.
vervolgens testen ze hun hypothese. Bij gezonde muizen werd 100 procent van de gemerkte heparan gesulfateerd uitgescheiden via de urine binnen 20 minuten, en geen enkele kwam ooit de hersenen binnen. Maar bij septische muizen vonden onderzoekers een kleine hoeveelheid gelabeld heparansulfaat in het hippocampusgebied van de hersenen.
” nu we de oorzaak van cognitieve schade bij septische shock kennen, geeft het ons een duidelijk doelwit voor een medicamenteuze therapie: iets dat zich bindt aan de suiker en het verwijdert, of een enzym dat het omzet in iets dat de cognitieve functie niet zal aantasten,” zei Linhardt. “Dit is een belangrijke vooruitgang, en we zijn enthousiast over het verhaal dat zich ontvouwt.”
