Onderzoekers van de Hebreeuwse Universiteit: ontwikkelen allereerste bloedtest voor vroege detectie van de ziekte van Parkinson

Nimrod Madrer, promovendus aan de Hebreeuwse Universiteit. Foto Hebrew University

Israëlische onderzoekers zeggen dat ze een bloedtest hebben ontwikkeld waarmee nauwkeurig kan worden vastgesteld of iemand de ziekte van Parkinson ontwikkelt, zelfs voordat er symptomen optreden.

"Deze ontdekking is een grote stap voorwaarts in de manier waarop we de ziekte van Parkinson begrijpen en detecteren", aldus hoofdwetenschapper prof. Hermona Soreq van het Edmond and Lily Safra Center for Brain Sciences en het Alexander Silberman Institute of Life Sciences aan de Hebreeuwse Universiteit.

Prof. Hermona Soreq van de Hebreeuwse Universiteit. Foto Hebrew University

De wetenschappers kozen voor een nieuwe aanpak door transfer-RNA-fragmenten (tRF's) te analyseren – traditioneel over het hoofd gezien in onderzoek naar de ziekte van Parkinson – om de ziekte in de vroegste stadia op te sporen.

De ziekte wordt vaak pas vastgesteld nadat er al aanzienlijke hersenschade is opgetreden, "wanneer het geen zin meer heeft om therapieën te ontwikkelen", vertelde Soreq telefonisch aan The Times of Israel. "We hebben nu een eenvoudige, minimaal invasieve bloedtest, dus als we de ziekte in een veel eerder stadium opsporen, is er hoop."

PhD-student Nimrod Madrer werkte aan het onderzoek onder supervisie van Soreq, samen met Dr. Iddo Paldor van het Shaare Zedek Medical Center en Dr. Eyal Soreq van de Universiteit van Surrey en het Imperial College London, die tevens de zoon van Soreq is.

De resultaten werden gepubliceerd in het prestigieuze, door vakgenoten beoordeelde tijdschrift Nature Aging.

Neuronen en neuroblastoomcellen in een kweek. De blauwe stippellijn is de celkern, de groene stippellijn is het cytoplasma rondom het neuron en de rode stippellijn bevat het patroon van DNA-fragmenten. Foto Nimrod Madrer

In een interview met Times of Israel, vertelde de 34-jarige Madrer dat hij een onderzoeksproject bij Soreq had afgerond voor het laatste deel van zijn promotieonderzoek en zich afvroeg waar hij nu mee aan de slag wilde. Hij overwoog om tRNA-fragmenten bij de ziekte van Parkinson te onderzoeken, omdat het vakgebied nog niet grondig was onderzocht "en begon daarmee."

Op 7 oktober 2023 voerden duizenden door Hamas geleide terroristen een aanval uit op Zuid-Israël. Hierbij kwamen 1200 mensen om het leven en werden 251 mensen, voornamelijk burgers, ontvoerd naar Gaza.

Madrer werd toen opnieuw opgeroepen voor de reservedienst, bij de inlichtingeneenheid 8200, voor een periode van drie maanden.

Wanneer hij vrije tijd had, vertelde hij, besprak Madrer zijn wetenschappelijk onderzoek. Terwijl hij de tRNA-fragmenten bij de ziekte van Parkinson bestudeerde, viel hem iets op.

Madrer besloot om alle ‘sequenties in een Word-bestand te zetten en ze te bekijken’.

Toen zag hij dat er een herhalende reeks 'als het ware opdook'.

"Ik was gewend om tijdens mijn militaire training naar patronen in dingen te zoeken", zei hij. "Ik begon een patroon te zien van tRNA-fragmenten die verhoogd waren in de hersen- en ruggenmergvloeistof bij patiënten met de ziekte van Parkinson."

Soreq herinnerde zich dat toen ze Madrer vroeg naar het repetitieve patroon dat hij had gevonden, hij zei: "'Wat denk je dat ik bijna zes jaar in 8200 heb gedaan? Ik heb data gescreend op zoek naar repetitieve patronen.' Dus zochten we naar de reeks en ontdekten dat die echt repetitief is, dat het uniek is voor Parkinsonpatiënten."

Soreq legde uit dat ze geïntrigeerd was door de tRNA-fragmenten.

"Sommige mensen zeggen dat wanneer een tRNA wordt afgebroken, de restanten rommel zijn", zei ze. "En ik bleef maar zeggen: 'De natuur staat geen rommel toe. Als het er is, dan doet het iets.'"

De onderzoekers identificeerden twee belangrijke biomarkers met veranderde patronen die het potentieel hadden om significante veranderingen in het lichaam te onthullen die verband hielden met neurodegeneratie.

Ten eerste vonden ze kleine tRNA-fragmenten, bekend als tRF's, die het specifieke patroon van de zeven bouwstenen van RNA en DNA dragen. De onderzoekers noemden ze RGTTCRA-fragmenten, naar de namen van de RNA-moleculen in dat patroon.

Tegelijkertijd ontdekten ze een andere groep fragmenten die afkomstig zijn van mitochondriën, de energieproducerende delen van cellen waarvan bekend is dat ze beschadigd raken bij de ziekte van Parkinson.

Vergeleken met gezonde personen waren bij patiënten met de ziekte van Parkinson de RGTTCRA-tRFs talrijker, terwijl de mitochondriale tRFs geringer waren.

Door de verhouding tussen deze biomarkers te meten, kon hun nieuwe test presymptomatische Parkinsonpatiënten onderscheiden van een gezonde controlegroep.

De test maakt gebruik van dezelfde laboratoriumtechniek die wordt gebruikt om COVID-19 te diagnosticeren. Er wordt gekeken hoeveel van elk RNA-fragment in een bloedmonster aanwezig is en vervolgens wordt de verhouding tussen de fragmenten berekend.

Om hun ontdekking te testen, gebruikten de wetenschappers bloedmonsters van 60 Parkinsonpatiënten en 60 gezonde controlepersonen (die qua leeftijd, geslacht, genetische achtergrond en etniciteit overeenkwamen met de zieke patiënten) van de Michael J Fox Foundation for Parkinson's Research.

De patiënten met de ziekte van Parkinson werden gerekruteerd op basis van vroege symptomen zoals reukverlies en slaapproblemen, maar vóórdat de kenmerkende symptomen zoals trillingen zich voordeden.

Bloedmonsters. Screenshot

Vervolgens bepaalden de onderzoekers de verhouding tussen de RGTTCRA-tRF's en mitochondriale tRF's in hun bloedmonsters en gebruikten ze een algoritme voor machinaal leren om te voorspellen welke patiënt een presymptomatische Parkinson-patiënt is en welke een gezond individu is, legt Madrer uit.

Hun bloedtest maakte in ongeveer 86 procent van de gevallen correct onderscheid tussen gezonde en zieke personen. De resultaten waren beter dan die van de huidige diagnostische methoden.

"Het idee is om een ​​eenvoudige bloedtest te maken die iedere arts kan afnemen, zodat over 10 jaar iedere patiënt ouder dan 65 jaar de test kan doen en kan zien of deze patiënt risico loopt om de ziekte van Parkinson te ontwikkelen", aldus Madrer.

De onderzoekers zijn nu in gesprek met farmaceutische bedrijven met als doel de test uit te voeren op een aanzienlijk grotere en meer diverse groep patiënten, legde hij uit. Dit is een cruciale stap voor de goedkeuring van de test door de FDA.

"We zijn ook bezig om het werkingsmechanisme te vinden dat leidt tot de veranderingen die we zien", zei hij.

Wetenschappers weten niet zeker of de hoge niveaus RGTTCRA-tRFs in het bloed van patiënten met de ziekte van Parkinson een oorzaak zijn of bijdragen aan de progressie van de ziekte.

"We hebben nog een lange weg te gaan voordat we daar zijn", voegde Madrer eraan toe. "Maar inzicht in het mechanisme erachter zal hopelijk leiden tot een nieuwe potentiële behandeling."