Drie Spinozawinnaars slaan handen ineen

Migraine op kruispunt disciplines

Door Maarten Evenblij

Het was de wijn uit de kelder van prof. dr. Michel Ferrari waarmee het samenwerkingsplan definitief werd beklonken. Toen bekend was geworden dat hij en twee andere hoogleraren een NWO-Spinozapremie van 2,5 miljoen euro zouden krijgen, bood Ferrari gastvrijheid aan zijn collega-Spinozaprijs-winnaars prof. dr. Albert van den Berg en prof. dr. Marten Scheffer. Die avond werd, na een gezamenlijk bezoek aan een bijeenkomst met kroonprins Willem-Alexander en prinses Máxima, het glas veelvuldig geheven en buitelden de creatieve ideeën over elkaar heen. Ook al kenden de drie hoogleraren elkaar niet eerder, ze bleken het uitstekend met elkaar te kunnen vinden. Zo goed zelfs dat ze besloten een deel van hun subsidie in een gemeenschappelijk onderzoeksproject te steken: migraine.

 ‘Nee het was niet bedoeld om te proberen ook de niet uitgekeerde 2,5 miljoen euro van de vierde Spinoza-premie in de alfa-wetenschappen in de wacht te slepen’, spreekt Ferrari de geruchten tegen. ‘Dat hebben we later wel als grap gesuggereerd, maar eerst was er het idee voor de samenwerking.’ Scheffer: ‘Wij willen ook niet ondankbaar lijken. 2,5 Miljoen euro is een hoop geld. Zeker omdat we het geheel naar eigen inzicht mogen besteden en er slechts minimale verantwoording wordt geëist.’ ‘Daardoor konden we dit project in een paar maanden van de grond krijgen. Anders hadden we eerst een voorstel moeten indienen en was er zo ruim een jaar overheen gegaan, met een zeer grote kans dat het ergens onderweg bij NWO was afgeschoten’, zegt Van den Berg, vlak voor de officiële prijsuitreiking in de Nieuwe Kerk in Den Haag op 25 november, waar het drietal zijn plan aan de genodigden presenteerde. Migraine is het onderwerp waarmee neuroloog Ferrari zich al bijna een mensenleven bezighoudt. Ongeveer twaalf procent van de bevolking lijdt eraan en de helft van hen één tot twee keer per maand. Migraine is daarmee een ernstig invaliderende aandoening en ook een belangrijke economische schadepost vanwege ziekteverzuim. Ferrari heeft samen met de genetici in het Leids Universitair Medische Centrum een aantal genen ontdekt die het risico voor migraine aanzienlijk vergroten. Hij onderzocht met zijn team wat er in de hersenen gebeurt bij een aanval, heeft aan de wieg gestaan van enkele anti-migraine middelen en deed onderzoek naar uitlokkende factoren. Die blijken niet chocola, kaas, stress en een verkrampte nek te zijn, maar wel hormonen (vooral die van de menstruatiecyclus), vermoeidheid en naderend onweer. En cafeïne (in pijnstillers en cola) kan tot chronische migraine leiden.

Kantelpunt

‘Wat we nog steeds niet weten’, zegt Ferrari, ‘is hoe migraine precies ontstaat, waarmee het begint. We weten dat erfelijke aanleg een lage drempel voor prikkels in bepaalde hersengebieden teweeg brengt. Factoren van buitenaf kunnen vervolgens die toch al lage gevoeligheidsdrempel verder verlagen tot onder een kritieke grens. Waarna een migraine-aanval volgt.’ Zo’n aanval begint met een veelheid van subtiele biochemische veranderingen in de hersenen. Die bouwen langzaam op tot er plotseling een omslag is en een relatief willekeurig gebied in de hersenen actief wordt, waarna de activiteit zich over de hersenschors uitbreidt. Hoe die langzame opbouw omslaat in een migraine-aanval is onbegrepen, maar zulke processen zijn wel het onderzoeksterrein van aquatisch ecoloog Scheffer. Bij de Wageningen Universiteit bestudeert hij complexe systemen. Zoals het leven in meren, de groei van koraalriffen, de veranderingen in het klimaat of het instorten van financiële markten. ‘Zogeheten kantelpunten zijn daarbij wezenlijk’, zegt Scheffer, terwijl hij op de twee poten van zijn stoel naar achteren wipt. ‘Kijk dit gaat goed, tot ik te ver achterover leun en opeens mijn evenwicht verlies. Dan lig ik op de grond en ontstaat een nieuw evenwicht, waaruit het maar moeilijk is om terug te komen in het oorspronkelijke evenwicht. Zulke plotselinge veranderingen van evenwichtssituaties zie je ook elders. Bijvoorbeeld bij algenbloei in meren waarin veel meststoffen terecht komen. Die meren blijven lang helder tot een kantelpunt is bereikt en het water opeens troebel wordt. Anders dan je zou verwachten is het niet mogelijk om door het stoppen van de meststoffen het water weer helder te krijgen.’

Dominosteentjes

In de aanloop naar een migraine-aanval, een aanloop die meer dan een dag kan duren, treden ook allerlei subtiele biochemische veranderingen in de hersenen op en de drie onderzoekers zijn ervan overtuigd dat die ook leiden tot een kantelpunt. Kantelpunten voldoen aan bepaalde wiskundige wetmatigheden en met een goed model van de hersenen en de veranderingen daarin zou wellicht een aanval voorspeld kunnen worden. Scheffer is deskundig in het herkennen van patronen in modelsystemen, maar Van den Berg is gespecialiseerd in het meten van subtiele biochemische veranderingen in het brein. Bij de Universiteit Twente onderzoekt de hoogleraar sensorsystemen het gedrag van zeer kleine hoeveelheden vloeistoffen in microscopisch kleine buisjes (nanobuisjes). Hij ontwikkelt nanolabs, waarmee zeer kleine hoeveelheden vloeistof, zoals bloed, kunnen worden geanalyseerd: het lab-op-een-chip. Voor het migraineproject zal Van den Berg microchips ontwikkelen waarmee ionen als natrium en kalium en signaalstoffen als glutamaat en GABA in de hersenen continu kunnen worden gemeten. Van den Berg: ‘Bij muizen die gevoelig zijn voor migraine gaan we concentratieveranderingen meten in de periode voorafgaand aan een aanval. Omdat we doorlopend de hersenvloeistof willen bemonsteren moeten we de sensoren in de dieren implanteren en kunnen we alleen maar zeer kleine volumes afnemen.’ Door de bundeling van hun expertise en het inzetten van elk een promovendus hopen de onderzoekers het moment waarop een migraine aanval begint, wanneer het eerste dominosteentje valt, vast te stellen en te stuiten op patronen die voorspellend zijn voor een op handen zijnde aanval. Voorlopig gaan de onderzoekers twee jaar lang met elkaar aan de slag, wellicht langer. Ferrari: ‘Ik heb er alle vertrouwen in en heb al voor vijf jaar geld gereserveerd. Dit is een unieke samenwerking die zonder deze Spinozaprijs nooit zou zijn ontstaan.’