Neurobiologen zijn erin geslaagd het 'draadloos' netwerk van de rondworm C. elegans gedetailleerd in kaart te brengen. Dat heeft KU Leuven, dat meegewerkt heeft aan de studies, woensdag bekendgemaakt. Het netwerk bestaat uit kleine eiwitten, zogeheten neuropeptiden, die zorgen voor communicatie tussen de hersencellen.

Een meer bekende vorm van communicatie in de hersenen, is de synaptische signaaloverdracht: neuronen geven daarbij elektrische prikkels aan elkaar, waarbij ze gebruik maken van neurotransmitters. Deze signaaloverdracht vindt echter alleen plaats tussen neuronen die via synapsen fysiek met elkaar verbonden zijn. 

Neuronen beschikken echter over een nog ander communicatiemiddel, wat werkt aan de hand van neuropeptides. Neuropeptides zijn al zowat 50 jaar geleden ontdekt als kleine eiwitten in het lichaam. Een bekend voorbeeld van een neuropeptide is oxytocine, ook wel knuffelhormoon genoemd. 

Recenter is ontdekt dat de neuropeptides ook in de hersenen voorkomen: ze vormen een 'alternatief' communicatienetwerk, waarbij de verzender- en ontvanger-neuronen niet fysiek met elkaar verbonden hoeven te zijn. Het neuropeptidenetwerk wordt daarom ook het 'draadloze' hersennetwerk genoemd. 

De synaptische signaaloverdracht is 40 jaar geleden een eerste keer in kaart gebracht bij de C.elegans. Voor het 'draadloze' neuropeptidenetwerk was dit echter nog nooit gebeurd. Neurobiologen van de KU Leuven hebben dit nu, samen met collega's uit Cambridge, Londen, en Parijs, voor het eerst kunnen doen. 

"We gebruikten daarvoor ook de rondworm C. elegans", vertelt onderzoeksprofessor neurobiologie Isabel Beets (KU Leuven-Leuven Brein Instituut). "De worm leent zich goed voor genetisch hersenonderzoek. Maar uiteindelijk heeft ons onderzoek nog steeds zowat 8 jaar geduurd: neuropeptide-interacties zijn anatomisch niet zichtbaar. Om die in kaart te brengen heb je speciale onderzoekstechnieken nodig."

De neuropeptidekaart geeft alle interacties weer tussen de 302 zenuwcellen van C. elegans, goed voor meer dan dertigduizend wisselwerkingen. In een eerste stap werd vooral gewerkt op moleculair niveau en werd gezocht welke neuropeptiden bij welke receptoren horen. Die bevindingen staan gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Cell Reports. In een tweede stap, die gepubliceerd is in het tijdschrift Neuron, verwerkten de onderzoekers de inzichten in de overzichtskaart. 

Dankzij het werk van de onderzoekers kunnen de functies van de neuropeptiden ook bij de mens beter bestudeerd worden. "Van bepaalde neuropeptiden, die bijvoorbeeld een rol spelen bij de voortplanting of leerprocessen, weten we dat ze parallellen vertonen of zelfs universeel zijn tussen de rondworm en de mens", vertelt Beets. "Door onze kaart kunnen we ze gemakkelijker bestuderen. We werken ook aan nieuwe inzichten over hoe de neuropeptiden als geheel samenwerken."