Ontrafeling Alzheimer stapje dichterbij

17 maart 2015

Zenuwcellen van Alzheimerpatienten bevatten grotere hoeveelheden zogenaamde gemuteerde ubiquitinemoleculen. Deze hoge concentratie verstoort de afbraak van cel-eiwitten en beschadigt de mitochondrien, die als 'energiecentrales van de cel' essentiele stofwisselingsfuncties vervullen. Als gevolg daarvan treedt degeneratie van zenuwcellen op. Een internationaal team van onderzoekers, waaronder prof. dr. Fred van Leeuwen van de Universiteit Maastricht, heeft nu nauwkeuriger kunnen analyseren op welke wijze gemuteerd ubiquitine de voortgang van de ziekte van Alzheimer bevordert en tegelijkertijd een mechanisme ontdekt dat de cellen juist beschermt tegen de gevolgen van deze gemuteerde moleculen. De nieuwe inzichten kunnen een bijdrage leveren aan de ontwikkeling van medicijnen tegen de ziekte van Alzheimer. Het onderzoek is deze week gepubliceerd in Cell Reports. Nederland heeft momenteel ongeveer 160.000 Alzheimerpatienten en de verwachting is dat dit aantal de komende decennia zal verdubbelen. Helaas is er nog geen effectieve therapie beschikbaar vanwege de complexiteit van dit ziektebeeld. Het huidige onderzoek, een samenwerkingsverband van de UM en de Universiteiten van Bayreuth (Duitsland) en Graz (Oostenrijk), levert nieuwe inzichten in het ontstaan van de ziekte.

De studie toont aan dat een verstoorde eiwitafbraak tot gevolg heeft dat in en rond de mitochondrien van de cellen meer basische aminozuren -arginine, lysine en ornithine - worden gevormd. De toename van deze aminozuren veroorzaakt oxidatieve stress in de cellen. Dit leidt tot een beschadiging van de mitochondrien, waardoor het eiwit cytochroom c en andere factoren vrijkomen die kunnen leiden tot de dood van de cel.

Tegelijkertijd ontdekte de onderzoeksgroep een mechanisme dat de cellen beschermt tegen de gevolgen van het gemuteerde ubiquitine. Dit mechanisme verhelpt de verstoring van de eiwitafbraak weliswaar niet, maar een speciaal eiwit genaamd 'Vms1' kan de toename van basische aminozuren in de mitochondrien onderdrukken. Dat zorgt ervoor dat de opeenhoping van gemuteerd ubiquitine geen verstorend effect heeft op de cellen.

"Om de celbiologische processen die Alzheimer mede veroorzaken verder te kunnen doorgronden, moeten we nu onderzoeken hoe het eiwit Vms1 het precies voor elkaar krijgt om de cellen te beschermen tegen verhoogde hoeveelheden basische aminozuren", aldus de onderzoekers. "We zijn positief gestemd dat onze resultaten zullen worden bevestigd in verdere modelsystemen voor de ziekte van Alzheimer en we in de toekomst wellicht de beschermende werking van Vms1 kunnen gebruiken voor de ontwikkeling van medicijnen."