Vroeg onderzoek suggereert een nieuwe aanpak voor de behandeling van chronische zenuwpijn: de zenuwen rechtstreeks voorzien van verse mitochondriën, de cellulaire krachtcentrales. Het onderzoek, uitgevoerd met behulp van muizencellen, levende dieren en menselijke weefsels, onthult een cruciale maar tot nu toe over het hoofd geziene rol van ondersteunende cellen in het zenuwstelsel. Deze cellen, bekend als satellietgliale cellen, brengen de mitochondriën actief over naar pijngevoelige zenuwen. Verstoringen in dit proces leiden tot uitputting van de energie in de zenuwen, waardoor deze niet meer goed functioneren en chronische pijn veroorzaken.
De energiecrisis in zenuwcellen
Zenuwen zijn afhankelijk van een constante toevoer van energie om correct te kunnen functioneren. Wanneer zenuwen niet genoeg mitochondria ontvangen, kunnen ze spontaan vuren, zelfs zonder externe stimuli. Deze grillige activiteit veroorzaakt chronische pijn en kan uiteindelijk leiden tot zenuwdegeneratie. Zoals senior studieauteur Ru-Rong Ji uitlegt: “Als je als een gek schiet, zal dat neuron uiteindelijk waarschijnlijk degenereren.” Het onderzoek, gepubliceerd in Nature, stelt dat het herstellen van de mitochondriale functie deze afbraak zou kunnen voorkomen.
Hoe gliacellen energie leveren
De studie concentreerde zich op satellietgliale cellen, die zich fysiek rond zenuwwortels nabij het ruggenmerg wikkelen. Deze cellen breiden microscopische structuren uit, genaamd tunneling nanobuisjes, om mitochondriën rechtstreeks in de zenuwen te brengen. Deze overdracht vindt plaats via deze buisjes, kleine belletjes die vrijkomen door gliacellen, of speciale kanalen tussen celmembranen. Onderzoekers volgden het proces met behulp van fluorescerende tags, wat bevestigde dat mitochondriën van gliacellen met succes de zenuwvezels bereiken.
Het verstoren van deze mitochondriale overdracht bij muizen verhoogde de pijngevoeligheid, wat het belang ervan bevestigde. Muizen met zenuwbeschadiging door chemotherapie of diabetes vertoonden ook een verminderde mitochondriale uitwisseling, wat bijdroeg aan chronische pijn. Omgekeerd verlichtte het transplanteren van gezonde gliacellen de pijn door te zorgen voor een nieuwe aanvoer van energieproducerende mitochondriën.
Ongelijke verdeling en toekomstige implicaties
Uit het onderzoek bleek ook dat grotere zenuwvezels meer mitochondriën van gliacellen ontvangen dan kleinere zenuwvezels. Deze preferentiële verdeling blijft onverklaard, maar kan verklaren waarom kleine vezels kwetsbaarder zijn voor schade bij aandoeningen zoals diabetes en chemotherapie, wat leidt tot symptomen zoals gevoelloosheid en branderige gevoelens.
De bevindingen suggereren mogelijke behandelingen gericht op het stimuleren van de gliale celactiviteit om de mitochondriale overdracht te vergroten, of zelfs het direct injecteren van gezuiverde mitochondriën in zenuwen. Het onderzoek daagt ook de traditionele visie uit dat gliacellen slechts een ‘lijm’ zijn voor het zenuwstelsel, waardoor ze worden gepositioneerd als actieve deelnemers aan de neuronale functie. Het vermogen om grote organellen zoals mitochondriën door nanobuisjes te transporteren duidt op een diepere, meer onderling verbonden relatie tussen neuronen en gliacellen dan eerder werd begrepen.
De implicaties van het onderzoek reiken verder dan alleen pijnbestrijding, en suggereren een nieuw begrip van hoe neuronale netwerken functioneren en hoe gliacellen een veel dynamischere rol kunnen spelen bij het in stand houden van de zenuwgezondheid.
