Masteronderzoek leidt tot wetenschappelijke publicatie

Is een eetverslaving in de hersenen te zien? Het is een vraag die de inmiddels afgestudeerde biomedicus Ruud van Zessen (24) mateloos fascineert. In zijn masterthesis, waarvoor hij een 10 kreeg,  presenteert hij een techniek die de werking van belonend gedrag – zoals lekker en veel eten – in het brein laat zien. Deel 2 van de serie De Thesis.

Een diehard bèta was hij zeker niet, en onderzoek in het lab vond hij oersaai. Dat is nu wel anders, nu de vers afgestudeerde student Neuroscience & Cognition Ruud van Zessen als assistent in opleiding onder professor Roger Adan werkt aan zijn eigen onderzoek. Tijdens zijn stage aan de University of North Carolina werd hij gegrepen door de wetenschap. De lof die hij met zijn eigen project oogstte, was daar mede debet aan, maar vooral het onderwerp bleek hem écht te interesseren: de relatie tussen brein en menselijk gedrag.

Ruud onderzocht de werking van dopamine-neuronen in het midbrein van de hersenen. Deze zenuwcellen die de neurotransmitter dopamine maken, zijn kortstondig actief op het moment dat je van iets geniet, bijvoorbeeld van een lekkere maaltijd. Maar soms blijft de deur van het dopaminereservoir veel langer open staan. Dit is bijvoorbeeld zo bij een verslaving. Als iemand maar blijft eten, is de beloningsprikkel zo groot, dat hij er ook niet meer mee kan ophouden. Ruuds onderzoek gaat nu juist over dit proces, en over de manier waarop andere neuronen de verslavingsgevoelige dopamine neuronen activeren.

Verslaving, en de oorzaken daarvan, is een heftig onderwerp. Hoe kwam je daar zo bij?
“Het komt echt vanuit mijn eigen interesse voor de relatie tussen hersenen en gedrag. Waarom doen mensen zoals ze doen? En beïnvloedt het brein dat, of andersom: beïnvloedt gedrag de hersenen?
“Het ontwikkelen van een verslaving is een mooi voorbeeld van dit complexe proces, omdat mensen het nauwelijks onder controle kunnen houden. In het geval van een eetstoornis: meer eten stimuleert nog meer eten, en nog meer, en nog meer. Blijkbaar zit er iets belonends aan overeten: je voelt je prettiger. En dat terwijl het gevolg helemaal niet prettig is, namelijk overgewicht.”

Je hebt al twee publicaties op je naam staan. Waar gaan die over?
“Het belangrijkste resultaat dat ik heb geboekt met mijn thesis is inzage in de werking van GABA neuronen in het midbrein. Deze neuronen zitten vlak naast de dopamine neuronen, maar de functie er van is nog niet goed beschreven. Ik heb aangetoond dat activatie van de GABA neuronen de dopamine neuronen remt. Bij muizen zorgde dit effect ervoor dat zij stopten met het drinken van suikerwater, waarschijnlijk omdat zij het niet meer als belonend ervoeren. Dit betekent mogelijk dat, in het geval van een eetstoornis, ook het consumeren afneemt.”

Geweldig nieuws voor mensen met een eetstoornis!
“Zo ver is het nog niet. We zijn nu aan het uitzoeken hoe het systeem en de interactie tussen deze GABA en dopamine neuronen werkt, en ook wat dat dus voor het menselijk gedrag betekent. Deze resultaten worden pas relevant voor patiënten op het moment dat wij in staat zijn om deze neuronen te activeren of inactiveren met behulp van bijvoorbeeld farmacologie. Nu hebben wij de neuronen geactiveerd met licht, maar dit vereist genetische aanpassingen in de neuronen, en is dus voor mensen nog geen optie.”

Hoe werkt de activatie met licht precies?
“Met optogenetics, een relatief nieuwe, maar erg spectaculaire onderzoeksmethode, die het mogelijk maakt om neuronen met behulp van licht te activeren. De techniek bestaat pas vijf jaar, maar heeft nu al ongelofelijke resultaten laten zien. Met optogenetics kunnen we heel precies bepaalde neuronen op gezette tijden activeren en deactiveren.  Er is bijvoorbeeld al bij muizen aangetoond dat als je deze techniek gebruikt om dopamine neuronen te activeren, ze dat als belonend ervaren. Ze onthouden dat ze op een specifieke plek dat geluksgevoeld hebben gehad, en willen daar later naar terugkeren, zelfs als daar geen beloning krijgen.  Ik heb deze techniek gebruikt om de GABA neuronen in het midbrein te bestuderen.” 

Heb jij ook onderzoek met muizen gedaan?
“Ja, en dat vond ik eigenlijk ook het minst leuke aan mijn thesis: het gebruiken van proefdieren. Ik had nog nooit muizen geopereerd en moest dus leren om (onder verdoving) een gaatje in hun hoofd te boren, de glasvezelkabel in hun hersenen te zetten om zo de lichtgevoelige neuronen te kunnen activeren, en ze vervolgens te verzorgen en observeren. Ik vond het best moeilijk om ze dan na het onderzoek af te maken, want ik heb een grote liefde voor dieren. Maar ik ben ook wel overtuigd van de noodzaak van het gebruik van proefdieren.”

Hoe is het om op zo’n goede Amerikaanse universiteit te werken?
“Ontzettend inspirerend. Er komen mensen vanuit het hele land, en van buiten de VS, om in Chapel Hill – daar is de campus van de University of North Carolina - te studeren en werken. Mijn stage was in een behoorlijk succesvolle groep.
“Het mooie aan Amerikanen is: ze denken groot. Dat doen ze ook bij experimenten; het is er op of er onder. Ze zijn niet bang voor risico’s, doen onorthodoxe experimenten en gaan voor het succes. In Nederland is het onderzoek meer gebaseerd op veilige gegevens, op kleinere stapjes voorwaarts. Ik heb daar wel geleerd om lef te tonen.”

En ’s avonds alleen op je kamertje je thesis schrijven?
“Nee, dat heb ik in Nederland gedaan. De masterthesis bestaat voornamelijk uit twee grote stages, een presentatie en een verslag daarvan. Na mijn zes maanden stage ben ik nog zeker een maand bezig geweest met het schrijfgedeelte. En met resultaat: ik heb voor dit werk een 10 gekregen.”

Geen aio-job in de VS overwogen?
“Nee, daarvoor ben ik te veel gehecht aan mijn leven hier. Ik vond het de ervaring meer dan waard, maar ik heb ook heimwee gehad. Ik voel me erg thuis in mijn studentenhuis hier, en ik miste mijn vriendin toen ik weg was. Ik heb me in de VS toch vooral op mijn onderzoek gestort. In Utrecht ga ik als aio verder met dit onderzoek. Aan de UU ben ik de enige met ervaring met optogenetics. Die kenis wil ik uitbouwen."

Je masterthesis een succesverhaal?
“Ja, dat vind ik zelf ook! Ik had het geluk direct onder een groepsleider te komen die mij erg veel ruimte liet. Omdat mijn resultaten met de GABA neuronen zo uniek waren, ben ik de eerste auteur geworden van mijn tweede publicatie, dat is natuurlijk geweldig.
“Het onderzoeksvirus heeft me nu in zijn greep. Het zoeken naar oplossingen en het creatief nadenken is echt een deel van mij geworden. Lastig is nu wel van dat ik mijn onderzoek steeds moeilijker los kan laten, en maar blijf doordenken en puzzelen naar mogelijke oplossingen!"

De publicaties van Ruud:
http://www.nature.com/nprot/journal/v7/n1/full/nprot.2011.413.html
de tweede publicatie over het inhoudelijk werk van de stage; de GABA neuronen in de VTA: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0896627312001778