Jarenlang konden wetenschappers het mechanisme van het Williams (of Williams-Buren) -syndroom niet begrijpen, een zeldzame genetische ziekte die gemiddeld één op de tienduizend pasgeborenen treft. Amerikaanse artsen hebben de ziekte bijna opgelost door het cellulaire model te creëren. De neuronen in het syndroom worden gekenmerkt door een verhoogd aantal dendrieten en een lage levensvatbaarheid. Het artikel is gepubliceerd in het tijdschrift Nature.
Mensen met het Williams-syndroom in verschillende levensfasen. Afb. uit artikel N Engl J Med 2010; 362: 239-52. van de website van de Williams Syndrome Association.
Mensen met het Williams-syndroom (WS of WBS in de Engelstalige literatuur) hebben een karakteristiek uiterlijk dat lijkt op een volkself met een laag voorhoofd, brede wenkbrauwen, een knoopneus, een grote mond en spaarzame lange tanden. Daarom wordt het ook wel "het gezicht van een elf" genoemd.
Ook hebben degenen die aan deze ziekte lijden een verminderde mentale ontwikkeling met behoud van enige intellectuele capaciteiten, bovendien onderscheiden ze zich door een uitzonderlijk hoge gezelligheid, vriendelijkheid, goedgelovigheid en een goed karakter.
Het syndroom werd in 1961 beschreven door de Nieuw-Zeelandse cardioloog John Cyprian Phipps Williams, beroemd om het feit dat hij in 1969 zijn carrière volledig verliet, alle banden verbrak en verdween, en van tijd tot tijd in Europa verscheen - de laatste informatie over deze geweldige persoon dateert uit 2000. Of Williams, geboren in 1922, nog leeft, is onbekend.
Eerder onderzoek heeft aangetoond dat het Williams-syndroom wordt geassocieerd met de verwijdering van een specifiek gebied van de lange arm van het zevende chromosoom. Het ontbrekende fragment is ongeveer 3 miljoen basenparen lang en treft 26 genen.
Promotie video:
Met de opmerkelijke uitzondering van het elastine-gen, waarvan het verlies zich manifesteert in abnormale vaatwandvorming, blijven de functies van deze genen grotendeels onbekend. Bijgevolg is het mechanisme van het begin van de ziekte niet duidelijk, waardoor het niet mogelijk is om effectieve behandelingsmethoden te creëren.
Een team van artsen van de University of California, San Diego, onder leiding van Alysson Muotri, selecteerde vijf kinderen met het Williams-syndroom in de leeftijd van 8 tot 14 jaar, bevestigde hun ziekte met behulp van genetische analyse en nam monsters van somatische cellen uit het weefsel van eerder verloren tanden.
Tandpulpacellen, inclusief neuronen, worden gevormd uit een enkele stamcellijn. Door gebruik te maken van Yamanaka's signaaleiwitfactoren, brachten de auteurs van het werk volwassen gedifferentieerde cellen geïsoleerd uit de pulp terug naar zo'n vroege staat. En toen begonnen ze het proces om in neuronen te veranderen en bestudeerden ze de kenmerken van deze cellen.
Het bleek dat de "syndroomneuronen" anatomisch en fysiologisch duidelijk verschillen van normaal. In het bijzonder hebben ze de groei en deling vertraagd en apoptose verhoogd. Neuronen vertakken zich in meer dendrieten dan normaal, en dendrieten hebben op hun beurt meer stekels. Het weefsel dat door deze cellen wordt gevormd, wordt dus gekenmerkt door een buitengewone connectiviteit tussen cellen en vele synapsen.
Bovendien toonden de wetenschappers aan dat de verhoogde activiteit van apoptose mogelijk verband houdt met een van de genen die de deletie hebben ondergaan, FZD9, waarvan een eiwitproduct betrokken is bij de regulatie van celdeling. Dit werd bevestigd door experimenten met verstoring van de FZD9-functie in een vergelijkbare lijn van voorlopercellen van neuronen verkregen uit pulpacellen van gezonde mensen.
"Het nieuwe model dat gebruikmaakt van geïnduceerde pluripotente stamcellen vult de bestaande leemte in het begrip van de cellulaire biologie van het Williams-syndroom", concluderen de auteurs, "en kan nieuwe inzichten opleveren in de moleculaire mechanismen die ten grondslag liggen aan de ziekte en het functioneren van het menselijke sociale brein."
