Met het bezoek van Cursor, de dag voor zijn promotie, is voor Rémy Kusters de cirkel rond. Het was namelijk een berichtje in dit blad dat hem in 2012 attendeerde op een interessant project waarvoor Kees Storm van de groep Theory of Polymers and Soft Matter (Technische Natuurkunde) een subsidie had gekregen. Een paar maanden later kon hij bij Storm aan de slag als promovendus binnen het project Barriers in the brain.

In samenwerking met groepen uit Leiden, Utrecht en Amsterdam (Vrije Universiteit) onderzocht Kusters het ontstaan van zogeheten ‘dendritische stekels’, de paddenstoelvormige uitstulpingen op uitlopers (dendrieten) van hersencellen, die een belangrijke rol spelen bij het doorgeven van signalen in de hersenen. “Als we dingen leren, of informatie opslaan, dan is dat het niveau waarop je veranderingen ziet in de hersenen”, legt Kusters uit. “De vorm van de hersenen, het gewicht, en de oppervlakkige structuur blijven hetzelfde, en zelfs het netwerk van verbindingen tussen neuronen wordt al op jonge leeftijd vastgelegd.” Alleen op het niveau van de synaps - de verbinding tussen de uitlopers van twee hersencellen, ofwel neuronen - vinden wezenlijke veranderingen plaats.

Hoewel nog veel onduidelijk is over hoe we herinneringen precies opslaan in ons brein, is wel bekend dat de sterkte van de verbinding tussen hersencellen een belangrijke rol speelt. Bij de synaps wordt een elektrisch signaal dat via een axon (de zendende uitloper van een hersencel) wordt aangevoerd, omgezet in een chemisch signaal. Na de overdracht vindt de omgekeerde conversie plaats, en reist het signaal verder via een dendriet (de ontvangende uitloper van de naburige hersencel). De chemische stap vindt plaats met zogeheten neurotransmitters, die op het buitenmembraan van de dendriet worden opgenomen door speciale receptormoleculen.

Minder stekels bij Alzheimerpatiënten

“Hoe meer van deze receptoren, hoe sterker de verbinding”, legt Kusters uit. “Het blijkt dat dendrieten spontaan paddenstoelvormige uitstulpingen vormen, waardoor zich meer receptoren op de synaps verzamelen.” Een deel van de receptormoleculen wordt door de cel actief naar de ‘kop’ van de paddenstoel getransporteerd, maar de meeste receptoren komen daar terecht via diffusie - een willekeurige, ongerichte beweging. “De vorm van de stekel, met een grote kop en een smal nekje, blijkt van grote invloed op het aantal receptormoleculen in de kop. Intuïtief is dat al te begrijpen, maar ik heb precies uitgerekend hoe de receptoren over het membraan bewegen, en dan blijkt het effect nog groter dan je op het eerste gezicht zou denken.” De vorm van de dendritische stekels is dus niet toevallig, is zijn conclusie, maar heeft alles te maken met hun functie. Dat sluit aan bij de observatie dat onder meer bij Alzheimerpatiënten minder van deze stekels worden aangetroffen.

Kusters vervolgt zijn wetenschappelijke carrière in Parijs, als postdoc aan het gerenommeerde Institut Curie. Na negen jaar in Eindhoven mag de tussen Luik en Maastricht opgegroeide Belg daar weer zijn moedertaal spreken, vertelt hij. “Parijs is natuurlijk een internationale stad, maar dat ik Frans spreek, is daar beslist een voordeel.”