Transport van schildklierhormonen cruciaal bij de embryonale ontwikkeling van de hersenen

Schildklierhormonen zijn van groot belang voor de ontwikkeling van de hersenen. Als de transporters van deze hormonen niet naar behoren werken, heeft dit nefaste gevolgen voor de ontwikkeling van het cerebellum oftewel de kleine hersenen. Dat blijkt uit onderzoek van het Leuvense Laboratorium voor Vergelijkende Endocrinologie en het Londense King’s College.

Schildklierhormonen reguleren onze dagelijkse stofwisseling, maar voor de geboorte zijn ze al cruciaal: ze zorgen voor de ontwikkeling van de organen, zoals de hersenen. “Die hormonen zorgen ervoor dat in de hersenen op het juiste moment verschillende celtypes ontstaan, dat ze zich naar de juiste plaats verplaatsen en de juiste connecties maken. Zolang bij een foetus de eigen schildklier nog niet volledig ontwikkeld is, is die afhankelijk van de hormonen van de moeder. Bij een zwangere vrouw met een tekort aan schildklierhormonen geeft dat al in een zeer vroeg stadium problemen bij de hersenontwikkeling van de foetus”, legt professor Veerle Darras van het Laboratorium voor Vergelijkende Endocrinologie uit.

Om vast te stellen of de schildklier goed werkt, meet men de hoeveelheid hormonen in het bloed. Helaas is dat niet altijd een goede indicator. “Dat bleek bij het zeldzame Allan-Herndon-Dudley syndroom (AHDS), een erfelijke aandoening van het zenuwstelsel die alleen bij jongens voorkomt. Die kinderen zijn verstandelijk ernstig beperkt en hebben bewegingsproblemen. Men onderzocht of ze een tekort aan schildklierhormonen hadden, maar verrassend genoeg was het niveau van hormonen in het bloed abnormaal hoog. Het probleem bleek bij de transporters te liggen: die brengen de hormonen vanuit het bloed naar binnenin de cel. Door een genetische mutatie is een belangrijke transporter – MCT8 – bij AHDS niet actief.”

Een doorsnede van de geplooide schors van het cerebellum – de kleine hersenen – bij een kippenembryo, met drie lagen cellen. De middelste laag bestaat uit de Purkinjecellen, met hun kenmerkende vertakkingen. In dit geval zijn het gezonde Purkinjecellen, die goed zichtbaar zijn gemaakt door groene en/of rode fluorescente eiwitten toe te voegen. Wanneer de MCT8-transporter van schildklierhormonen uitgeschakeld wordt, zijn de vertakte uitlopers van de Purkinjecellen veel kleiner.
© Joke Delbaere & Pieter Vancamp, Comparative Endocrinology, KU Leuven
Een doorsnede van de geplooide schors van het cerebellum – de kleine hersenen – bij een kippenembryo, met drie lagen cellen. De middelste laag bestaat uit de Purkinjecellen, met hun kenmerkende vertakkingen. In dit geval zijn het gezonde Purkinjecellen, die goed zichtbaar zijn gemaakt door groene en/of rode fluorescente eiwitten toe te voegen. Wanneer de MCT8-transporter van schildklierhormonen uitgeschakeld wordt, zijn de vertakte uitlopers van de Purkinjecellen veel kleiner.
Om die mutatie verder te onderzoeken, ging het team van Darras na wat er gebeurt in een kippenembryo als deze transporter gedeactiveerd wordt in een deel van de kleine hersenen, vervolgt doctoraatsstudent Pieter Vancamp. “De kleine hersenen zijn belangrijk voor de motoriek. Een tekort aan schildklierhormonen verstoort de ontwikkeling daarvan, maar de rol van de transporters was niet gekend. In onze studie zagen we in het hersendeel zonder actieve transporter vrij snel dat een aantal eiwitten – die nodig zijn voor de ontwikkeling van de hersencellen – onvoldoende worden aangemaakt. In een latere fase zagen we dat de Purkinjecellen – zenuwcellen die in de schors van de kleine hersenen liggen – minder vertakte uitlopers hebben. Dat betekent dat de signalisatie tussen de hersencellen fout loopt en dat er ook problemen ontstaan bij andere cellen.”

De resultaten tonen aan dat schildklierhormonen nodig zijn vanaf het prille begin van de ontwikkeling van een embryo, vervolgt Darras. “Hoe vroeger het stadium waarin het misloopt, des te moeilijker het is om dat na de geboorte nog te herstellen. Nu screent men pasgeborenen op schildklierproblemen met de hielprik, maar het is duidelijk dat het beter is zwangere vrouwen vroeg te testen op problemen met schildklierhormonen. Dat gebeurt helaas nog niet in alle ziekenhuizen. Voor het Allan-Herndon-Dudley syndroom specifiek werpt dit onderzoek vragen op over mogelijke prenatale behandelingen met varianten van schildklierhormonen: die raken de cel binnen zonder de transporter. Maar dat is momenteel nog een experimentele behandeling, die enkel postnataal wordt getest.”

Ilse Frederickx

Meer info: De volledige tekst van de studie "MCT8 deficiency in Purkinje cells disrupts embryonic chicken cerebellar development” door Joke Delbaere, Pieter Vancamp, Stijn L J Van Herck, Nele M A Bourgeois, Mary J Green, Richard J T Wingate and Veerle M Darras is verschenen in de Journal of Endocrinology.