Luie eiwitpolitie in de ziekte van Alzheimer
Een stap dichterbij het begrijpen van de achterliggende oorzaak
Onderzoekers van de Universiteit Utrecht hebben ontdekt dat een netwerk dat verantwoordelijk is voor het overzien van eiwitvouwing en het verwijderen van eiwitkluwen, veranderd is in de hersenen van alzheimerpatiënten. De ziekte van Alzheimer wordt veroorzaakt door het misvouwen van een eiwit genaamd Tau, wat leidt tot Tau-eiwitkluwen die op de lange termijn giftig zijn voor de neuronen in de hersenen. Een beter begrip van de vorming van deze eiwitkluwen en waarom ze giftig zijn is van belang voor het vinden van een medicijn voor deze ziekte. Deze studie van Margreet Koopman en Stefan Rüdiger, gepubliceerd op BioRxiv, brengt ons dichter bij het begrijpen van de onderliggende oorzaken van de ziekte van Alzheimer.
De eiwitpolitie
Tau is een eiwit dat bindt aan microtubuli, een soort treinrails in de cel, en houdt ze stevig bij elkaar. In de ziekte van Alzheimer laat het eiwit los van deze treinrails en raakt het in de knoop. In eerste instantie is dit niet schadelijk, maar naar verloop van tijd zijn deze kluwen giftig voor de neuronen. Normaal gesproken voorkomt de ‘eiwitpolitie’ de aggregatie van eiwitten. Als een eiwit zich ‘misdraagt’, oftewel zich ontvouwt of in de knoop raakt (aggregeert), wordt het herkend door de politie en gearresteerd. Het eiwit krijgt dan de kans om zijn gedrag aan te passen en zich weer juist te vouwen of zich te ontwarren, anders wordt het vernietigd. De eiwitpolitie is niet perfect, maar vroeg of laat spoort ze de eiwitten die zich misdragen altijd op. Op deze manier kunnen neuronen een lange tijd overleven, ondanks de aanwezigheid van het Tau-eiwit. Koopman en Rüdiger hebben echter veranderingen in het politienetwerk gevonden in hersenen van Alzheimerpatiënten, die ervoor kunnen zorgen dat neuronen minder goed met eiwitaggregaten om kunnen gaan.
Minieme veranderingen in eiwitpolitie in de ziekte van Alzheimer
Koopman en Rüdiger voerden een meta-analyse uit op een database om de eiwitconcentraties in alzheimer- en gezonde hersenen te vergelijken. “Interessant genoeg blijft de meerderheid van de onderdelen [van het eiwitpolitienetwerk] onveranderd”, aldus de onderzoekers. Een specifieke tak van het netwerk, genaamd Hsp90, wordt echter kleiner in hersengebieden aangetast door de ziekte van Alzheimer, terwijl een andere tak, die gereguleerd wordt door stress, juist toeneemt. Koopman en Rüdiger denken dat deze veranderingen in de eiwitpolitie in de hersenen van alzheimerpatiënten ervoor zorgen dat het moeilijker is voor cellen om de Tau-kluwen te verwijderen.
Vooruitzichten
Koopman en Rüdiger identificeren hiermee mogelijke hoofdrolspelers in de ziekte van Alzheimer. De volgende stap is om in levende cellen het effect te testen van het veranderde politienetwerk op de Tau-eiwitkluwen. Om in de toekomst ingrijpen in de ziekte van Alzheimer mogelijk te maken, is een beter begrip van deze specifieke veranderingen van het politienetwerk nodig.
Publicatie
. Margreet Koopman* en Stefan Rüdiger*. BioRxiv, 19 mei 2020.
*Onderzoekers verbonden aan de Universiteit Utrecht