Voorstelling van wat Alzheimer doet in de hersenen: amyloïde plaques en het verlies van verbindingen. National Institute of Health/Public Domain

Nieuwe functie gevonden voor eiwit in hersenen alzheimerpatiënten

De hersenen van alzheimerpatiënten zitten vol met zogenoemde amyloïde plaques: eiwitophopingen met als hoofdbestanddeel het amyloïde-β eiwitfragment, een stukje afkomstig uit het amyloïde voorlopereiwit. Onderzoekers proberen al tientallen jaren de normale rol van dit eiwit te ontrafelen, en een team verbonden aan VIB en KU Leuven heeft nu ontdekt dat het amyloïde voorlopereiwit de signaaloverdracht in de hersenen beïnvloedt door een specifieke receptor te activeren. Hierop inspelen zou kunnen helpen bij de behandeling van alzheimer of andere hersenziekten.

Het amyloïde voorlopereiwit is al meer dan 30 jaar gelinkt aan de ziekte van Alzheimer. Verschillende onderzoeksteams stelden in de jaren 80 van de vorige eeuw vast dat het amyloïde-β-eiwitfragment in amyloïde plaques afkomstig was van een groter eiwit, dat ze het amyloïde voorlopereiwit noemden. Verschillende enzymen kunnen het langere voorlopereiwit in tal van kleinere fragmenten knippen.

Heel wat onderzoekers richtten zich vervolgens op het splitsingsproces dat leidt tot de vorming van het amyloïde-β-fragment en de daaropvolgende opeenhoping in plaques, in de hoop nieuwe manieren te vinden om de ziekte van Alzheimer tegen te gaan. Ondertussen bleef een belangrijke vraag onbeantwoord, namelijk wat de eigenlijke rol is van het amyloïde voorlopereiwit zelf. Wat doet het in onze hersenen als het niet wordt verknipt tot amyloïde-β (amyloïde-bèta)?

(Lees voort onder de illustratie)

Vergelijking tussen een doorsnede van normale hersenen (links) en door alzheimer aangetaste hersenen (rechts).

Op zoek naar een receptor

Om deze vraag te beantwoorden, ging doctor Heather Rice, onderzoekster in de laboratoria van Joris de Wit en Bart De Strooper aan het VIB-KU Leuven Centrum voor Hersenonderzoek, op zoek naar de receptor van de hersencellen waaraan het amyloïde voorlopereiwit zich zou binden.

"We wisten dat het amyloïde voorlopereiwit zijn rol uitoefent via het deel van het eiwit dat buiten de cel wordt vrijgegeven. Om de functie ervan te begrijpen, moesten we dus op zoek naar eiwitten op het celoppervlak ", legt Rice uit in een persmededeling van VIB-KU Leuven.

De onderzoekers stuitten op een receptor aan de synaps, de structuur waar twee verschillende hersencellen met elkaar in contact staan om signalen door te geven. "We ontdekten dat het vrijgegeven deel van het amyloïde voorlopereiwit bindt aan deze receptor, en dat hierdoor de communicatie tussen de hersencellen aan de synaps wordt onderdrukt," zegt Rice.

(Lees voort onder de illustratie)

Een PiB-PET-scan van door Alzheimer aangetaste hersenen (links, AD) en normale hersenen. PiB of Pittsburgh compound B is een radioactieve analoog van de kleurstof voor onderzoek naar eiwitten, thioflavine T, die gebruikt kan worden in positron emission tomography scans om bèta-amyloïde plaques in hersenweefsel in beeld te brengen. Rood betekent het maximum aan PiB en dus plaques, blauw het minimum. (Illustratie:Wunkwe/Wikimedia Commons/CC BY-SA 3.0)

Ook andere neurologische en psychiatrische aandoeningen

"Hoewel de zeldzame erfelijke vormen van alzheimer allemaal de productie van het amyloïde-β fragment beïnvloeden, weten we niet echt of andere aspecten van het voorlopereiwit ook bijdragen aan de ziekte van Alzheimer," zegt Bart De Strooper, een van de leiders van het onderzoeksteam. Hij denkt dat de resultaten een heel nieuw perspectief bieden: "De nieuwe rol van het amyloide voorlopereiwit zou de afwijkingen kunnen verklaren die we zien in de netwerken van hersencellen in muismodellen van de ziekte van Alzheimer, en ook voorafgaand aan de eerste symptomen bij patiënten. Misschien zou medicatie die op deze receptor inwerkt, deze problemen bij mensen met alzheimer kunnen beperken.”

Joris de Wit, de tweede leider van het onderzoeksteam, voegt eraan toe dat de mogelijkheden veel verder reiken dan alleen maar de ziekte van Alzheimer: "Wat de resultaten extra interessant maakt, is dat signaaloverdracht via deze receptor een rol speelt in een breed scala aan neurologische en psychiatrische stoornissen, waaronder epilepsie, depressie, verslaving en schizofrenie. Nu we weten hoe het amyloïde voorlopereiwit de neuronale communicatie kan beïnvloeden, kunnen we nieuwe manieren bedenken om geneesmiddelen te ontwikkelen die dit type signaaloverdracht in hersencellen ook in andere klinische contexten kunnen herstellen."

De studie van het team van het Vlaams Instituut voor Biotechnologie (VIB)-KU Leuven is gepubliceerd in het gerenomeerde wetenschappelijke tijdschrift Science

Geen doorbraak in de geneeskunde

Een doorbraak in een onderzoek betekent niet hetzelfde als een doorbraak in de geneeskunde. De verwezenlijkingen van VIB-onderzoekers kunnen de basis vormen voor nieuwe therapieën, maar de eventuele ontwikkeling daarvan kan nog jaren in beslag nemen. Dit kan veel vragen oproepen en daarom stelt VIB voor vragen over dit en ander medisch gericht onderzoek een e-mailadres ter beschikking: patienteninfo@vib.be