‘Huidige epilepsiemedicijnen zijn eigenlijk symptoombestrijders’, vertellen Roel Schaapveld van InteRNA en Jeroen Pasterkamp van het Universitair Medisch Centrum Utrecht. Maar in hun samenwerking keken ze naar een nieuwe klasse geneesmiddelen waarover ze in juni publiceerden: micro-RNA’s (miRNA’s).

Epilepsie is een aandoening waarbij in het zenuwstelsel een soort kortsluiting optreedt, wat resulteert in aanvallen. Maar de precieze oorzaak is vaak niet helemaal duidelijk. ‘Het hangt af van het type epilepsie’, legt Jeroen Pasterkamp, hoogleraar translationele neurowetenschappen van het Universitair Medisch Centrum Utrecht Hersencentrum, uit. ‘Er zijn vormen die genetisch zijn, maar je kunt ook epilepsie krijgen door heel hard op je hoofd te vallen, of door een hersentumor. Maar vaak kennen we de oorzaak van de aanvallen niet.’

Via een gelukkige samenloop van omstandigheden kwamen Pasterkamp en Roel Schaapveld, ceo van InteRNA, samen. InteRNA is een spin-off van het Hubrecht Instituut in Utrecht, vertelt Schaapveld. ‘We ontwikkelden een platform voor micro-RNA therapeutics en keken naar een breed toepassingsveld. Aan Jeroen vroegen we toen of hij wilde samenwerken op neurologisch gebied. Hij heeft een mooi modelsysteem waarbij onze micro-RNA-library gebruikt kon worden om discovery te doen.’ Dat leidde vorig jaar ook al tot een paper in het Journal of Neuroscience. ‘Jeroen was daarnaast betrokken bij een grote Europese subsidie voor een vijfjarig project met een focus op epilepsie. En InteRNA kon daar mooi bij aansluiten.’ Dat is uiteindelijk het werk wat tot de nieuwe paper in hetzelfde blad leidde.

Master regulators

‘Heel veel van de therapieën die er nu zijn, richten zich slechts op het voorkomen van de aanvallen en zijn niet zozeer corrigerend’, vertelt Pasterkamp. ‘Veel hedendaags onderzoek in modellen bestrijdt epilepsie op het moment dat het wordt geïnduceerd. Het mooie aan onze studie is dat we eerst epilepsie opwekken en daarna pas onze behandeling hebben gegeven.’ Dit is een vrij unieke aanpak binnen dit veld. Pasterkamp vervolgt: ‘Het is natuurlijk niet zo dat je vóór je epilepsie hebt naar de dokter gaat, maar juist als je aanvallen hebt. Wij laten zien dat je een therapie kunt ontwikkelen om die aanvallen te verminderen met behulp van die micro-RNA-aanpak.’

De aanvallen zou je volledig kunnen stoppen door een deel van de hippocampus chirurgisch te verwijderen. ‘Het blijkt dat je dan nog redelijk goed kunt functioneren. Maar het is vrij rigoureus en gaat ook gepaard met bijeffecten, zoals bijvoorbeeld geheugenverlies. En soms kun je niet bij het deel waar de epilepsie ontstaat. Er is dus veel ruimte voor de ontwikkeling van nieuwe therapieën.’ Schaapveld voegt toe: ‘Het is een unicum dat je op een ander moment in kunt grijpen. We hebben nu iets dat nieuwe aanvallen tegengaat.’

Het is ook andere biologie, verklaart Schaapveld. ‘Huidige middelen zijn zogenoemde channel blockers, inhibitoren van kanaalpompen op de celmembraan, simpel gezegd. Het werkt met trial-and-error: je geeft patiënten steeds een nieuwe channel blocker tot er eentje aanslaat. Uiteindelijk heb je zo’n 15 % van de patiënten die nergens op reageert en bij veel patiënten werken deze medicijnen op den duur ook niet meer. De micro-RNA’s hebben een andere mode of action en zijn dus echt iets nieuws.’

‘Micro-RNA’s komen in het lichaam voor en worden afgeschreven van het non-coding-DNA’, zegt Pasterkamp. ‘Het zijn korte dubbelstrengsnucleotiden van zo’n twintig baseparen lang die aan messenger- RNA kunnen binden en zo diens translatie naar eiwitten reguleren. We hebben ongeveer twintigduizend genen in ons lichaam, maar slechts tweeduizend micro-RNA’s die al die genen reguleren. Daarom noemen we ze ook wel master regulators.’

Aanvalsvrij

De moleculen die het meest lijken op micro-RNA’s zijn de zogenoemde small interfering-RNAs (siRNA’s), aldus Schaap­veld. ‘Dat zijn synthetische moleculen die ongeveer even groot zijn, maar die slechts een messenger-RNA inhiberen en niet meerdere tegelijkertijd. Het veld is rond 2000 opgekomen en dus redelijk nieuw. Nu zie je de eerste producten uit dat veld op de markt verschijnen; vorig jaar werd het eerste siRNA-medicijn goedgekeurd en dat heeft inmiddels de markt bereikt. Dat was het eerste voorbeeld dat dit soort moleculen zich als een nieuwe geneesmiddelenklasse aan het vormen is, naast de klassieke farmaceutische geneesmiddelen.’

De recente paper laat zien dat een specifiek miRNA – miR-135a – een sleutelrol speelt in epilepsie. Pasterkamp: ‘We hebben alle miRNA’s uit de bibliotheek van InteRNA getest en de bovenste hit was miR-135a. Dat was dus de meest potente in het reguleren van bepaalde aspecten van zenuwcellen. Parallel onderzochten we weefsel van epilepsiepatiënten en welke micro-RNA’s daar in meer of mindere mate in voor­kwamen, en daar vonden we dezelfde micro-RNA. Ook was die sterk gedereguleerd, dus het kwam allemaal heel mooi samen.’

Door miR-135a te onderdrukken konden ze epileptische aanvallen sterk verminderen in muizen. ‘Zowel in mensen als muizen met epilepsie is miR-135a sterk verhoogd, vooral in het latere stadium van de ziekte. Door die micro-RNA te blokkeren konden we de aanvallen bijna uitzetten. We bekeken de muizen een week lang en ze waren in die periode volledig aanvalsvrij.’ Schaapveld vult aan: ‘Omdat deze micro-RNA ook in patiënten verhoogd is ten opzichte van gezonde individuen, vinden we daarin een aangrijpingspunt. Het molecuul dat we hebben ontwikkeld, is een soort blocker van deze micro-RNA. De officiële term is ‘antimiR’.’

‘Als je twee puzzelstukjes hebt die aan elkaar zitten, heeft de ene een gat en de ander een uitsteeksel’, geeft Pasterkamp als voorbeeld. ‘Zo past het antimiR ook op het micro-RNA, ze zijn dus complementair. Als het antimiR bindt, kan het micro-RNA niet meer functioneren.’ Een van de targets van miR-135a is het gen MEF2. Schaapveld: ‘MEF2 speelt een belangrijke rol in de activiteit tussen zenuwcellen, wat bij epilepsie overstimulatie ondergaat. Bij het blokkeren van het micro-RNA met de antimiR zal de MEF2-expressie en -functie normaliseren en zo grijpen we dus direct aan op het proces.’

Andere targets

Pasterkamp en Schaapveld willen uiteindelijk uitzoeken of ze dit concept naar een klinische setting kunnen tillen, maar daar moet nog veel voor gebeuren. Pasterkamp: ‘We hebben nu gekeken naar wat er in een week gebeurt na toediening, dus het is interessant om te kijken of dat effect zo blijft of dat je je antimiR vaker moet toedienen. We zijn ook beter in kaart aan het brengen wat er precies gebeurt in de verschillende processen die zich afspelen. Daarnaast kijken we nog naar andere modellen. Dat is allemaal belangrijke informatie voor het bedrijfsleven.’

‘Het doel is om een preklinisch datapakket te vormen’, concludeert Schaapveld. ‘We willen onze proof-of-concept bevestigen in andere modellen en meer inzicht krijgen in de downstream-biologie: gaat alles via MEF2 of zijn er ook andere targets? Het zal nog wel even duren voor we alles hebben wat we nodig hebben, maar alles is er op gericht de samenwerking voort te zetten.’