Het nieuwe onderzoek bij fruitvliegen, dat gepubliceerd is in het wetenschappelijke tijdschrift EMBO Reports, suggereert dat, bij de juiste dosis en in de juiste vorm, een "korte afgifte van deze onstabiele en reactieve moleculen, geproduceerd door gliacellen, het ondersteunende weefsel van de hersenen, daadwerkelijk kan helpen bij het herstel van de hersenen".

De ontdekking komt na tientallen jaren waarin moleculen genaamd reactieve zuurstofspecies - vrije radicalen - werden beschouwd als de "schurken van de hersenen, verantwoordelijk voor mechanismen die geassocieerd worden met veroudering, neurodegeneratie en schade veroorzaakt door beroertes of trauma", voegde de FC eraan toe.

In een verklaring legde de stichting uit dat "oxidatieve stress" een direct gevolg is van een teveel aan zogenaamde vrije radicalen in het lichaam, dat veroorzaakt kan worden door levensstijl, milieu- en biologische factoren zoals roken, hoog alcoholgebruik, slechte voeding, stress, vervuiling, straling, industriële chemicaliën en chronische ontstekingen.

Wanneer dit gebeurt, ontstaat er een onbalans tussen de productie van vrije radicalen en de antioxidantafweer van het lichaam, die ze neutraliseert.

"Als we horen over oxidatieve stress in de hersenen, dan is dat bijna altijd slecht nieuws, geassocieerd met veroudering, de ziekte van Alzheimer en andere neurodegeneratieve ziekten," stelde de FC, eraan toevoegend dat het onderzoek dat vandaag werd gepubliceerd "laat zien dat een korte en goed gecontroleerde impuls van oxidatieve stress, direct na een verwonding, de hersenen juist kan helpen zichzelf te herstellen."

In dit onderzoek toonden Christa Rhiner, hoofdonderzoeker bij het CF Stem Cell and Regeneration Laboratory, en haar team aan dat, na een klein hersenletsel bij volwassen vliegen, een specifieke groep hersenondersteunende cellen, bekend als glia, snel een puls van chemisch reactieve vormen van zuurstof vrijgeeft, waaronder waterstofperoxide.

"Deze gecontroleerde 'oxidatieve vonk' doet twee dingen tegelijk: het activeert beschermende antioxidantprocessen in de glia en, cruciaal, werkt als een activeringssignaal voor cellen die normaal inactief zijn, waardoor ze zich gaan delen en verloren weefsel gaan vervangen," aldus de verklaring.

Het team identificeerde het enzym dat verantwoordelijk is voor deze puls van vrije radicalen als Duox, een membraangebonden enzym dat aanwezig is in gliacellen en buiten de cellen waterstofperoxide produceert.

"Dit was verrassend, omdat we aanvankelijk dachten dat mitochondriën - de kleine batterijen van cellen - de belangrijkste veroorzakers van oxidatieve stress in de beschadigde hersenen zouden zijn," legde eerste co-auteur Carolina Alves uit.

Wanneer onderzoekers de Duox-activiteit genetisch verminderden of het niveau van reactieve zuurstof verlaagden met antioxidantbehandelingen, produceerden de beschadigde hersenen van vliegen minder nieuwe cellen en werd de regeneratieve respons aanzienlijk verzwakt.

Omgekeerd was het stimuleren van glia om de Duox-activiteit te verhogen voldoende om extra celdelingen op gang te brengen, zelfs zonder letsel, merkten de FC op, waarbij ze benadrukten dat dit betekent dat met name gliafgeleide waterstofperoxide een "krachtige motor van hersenplasticiteit" is.

"Deze resultaten weerleggen het simplistische idee dat oxidatieve stress in de hersenen altijd schadelijk is en kunnen helpen verklaren waarom breed-spectrum antioxidanttherapieën er grotendeels niet in slagen om het herstel van de hersenen bij patiënten na letsel te verbeteren," benadrukte de FC.

In de toekomst zouden meer gerichte strategieën die schadelijke chronische oxidatieve stress verminderen door deze kortstondige oxidatieve signalen te behouden - of zelfs te benutten - "nieuwe wegen kunnen openen voor het bevorderen van hersenherstel", aldus de onderzoekers.