Model van een L-glutamine-molecule. Zwart is koolstof, wit waterstof, rood zuurstof en blauw stikstof.
Public domain

VIB-KU Leuven Centrum voor Kankerbiologie: "Glutamine bevordert herstel spieren bij letsel en veroudering"

Een internationaal team onder leiding van VIB-KU Leuven Centrum voor Kankerbiologie heeft een nieuwe stofwisselings-interactie ontdekt tussen ontstekingscellen en spierstamcellen. Die interactie leidt tot het aanmaken van meer van het aminozuur glutamine en de onderzoekers hebben aangetoond dat het versterken van de interactie het spierherstel en de fysieke prestaties verbetert in experimentele modellen van spierdegeneratie zoals verwondingen, onvoldoende doorbloeding en veroudering.

Skeletspieren zijn essentieel om ons lichaam te bewegen en ze vormen ook een groot reservoir aan aminozuren die als eiwitten worden opgeslagen. Dit beïnvloedt het energie- en eiwitmetabolisme - de stofwisseling - doorheen het hele menselijk lichaam.

De rol van het aminozuur glutamine wordt beschouwd als centraal in het spiermetabolisme omdat het overvloedig aanwezig is. De precieze rol van glutamine na letsel of tijdens chronische spierdegeneratieve aandoeningen - aandoeningen die het spierweefsel aantasten - werd echter tot nu grotendeels verwaarloosd.

Het team onder leiding van professor Massimiliano Mazzone (VIB-KU Leuven Centrum voor Kankerbiologie) stelde vast dat bij beschadiging of bij veroudering de normale niveaus van glutamine in de spier afnemen als gevolg van dood spierweefsel.

De onderzoekers ontdekten een metabole 'dialoog' - een stofwisselingsdialoog - tussen de ontstekingscellen die na een blessure arriveerden, en de aanwezige spierstamcellen. Deze conversatie tussen cellen herstelt de oorspronkelijke niveaus van glutamine in de spier en stimuleert zo de regeneratie - het opnieuw aangroeien - van de spiervezels.

Spierherstel

Met behulp van in vitro en in vivo state-of-the-art methodes hebben de onderzoekers aangetoond dat spierletsel, ischemie - onvoldoende doorbloeding - en aan veroudering gerelateerd spierverlies aandoeningen zijn die worden gekenmerkt door een verminderde hoeveelheid glutamine. Een reden hiervoor is de vermindering van de productie van glutamine door de spier zelf door de opgelopen schade.  In vitro-experimenten gebeuren in proefschaaltjes in het labo op weefselstalen en dergelijke, in vivo-experimenten bij levende proeforganismen.

GLUD1 is een enzym dat glutamine metaboliseert - omzet in andere stoffen en dus doet verdwijnen - en de onderzoekers stelden vast dat als ze genetische hulpmiddelen en geneesmiddelen gebruikten die GLUD1 remmen, dat ze dan de daling van het glutamineniveau die ze normaal zagen na een verwonding, konden voorkomen. 

Het afremmen van GLUD1 resulteerde namelijk in de overproductie van glutamine door ontstekingscellen, witte bloedcellen die macrofagen genoemd worden. Die komen naar de spier wanneer die beschadigd is. 

"De nieuw geproduceerde glutamine zou door spierstamcellen kunnen worden gebruikt om het beschadigde spierweefsel snel te regenereren. We vonden hetzelfde bij zowel acute als chronische degeneratieve aandoeningen, zoals veroudering, wat leidt tot een sneller functioneel herstel van de spieren", zei dokter Emanuele Berardi, een van de corresponderende auteurs van de studie en nu werkzaam aan de Universiteit Hasselt in Diepenbeek.  

Degeneratie voorkomen

De studie maakt duidelijk dat glutamine een sensor is en dat de niveaus ervan in het spierweefsel een regeneratief programma regelen, een programma dat het spierweefsel herstelt. De bevindingen suggereren dat GLUD1 een doelwit is voor therapieën die mogelijkheden zouden kunnen bieden voor spierherstel na acuut letsel of chronische degeneratieve aandoeningen zoals veroudering.

De ontdekking heeft volgens de onderzoekers een groot potentieel. "Dit biedt hoop voor de behandeling van degeneratieve spieraandoeningen, waaronder trauma, ischemie en veroudering. Vooral dit laatste vertegenwoordigt een belangrijke uitdaging voor de gezondheidszorg met een toenemende gemiddelde leeftijd van de wereldbevolking, vergezeld van ouderdoms-gerelateerde sarcopenie", zei professor Mazzone. Sarcopenie is het afnemen van de spiermassa en de spierkracht, ofwel door ouderdom of door inactiviteit. 

In samenwerking met VIB Discovery Sciences en het Center for Drug Design and Discovery ontwikkelt en test het team momenteel meer selectieve GLUD1-remmers voor chronische degeneratieve spieraandoeningen, waaronder spierdystrofie, de degeneratie van spierweefsel door voedingsstoornissen.

De studie van Belgische, Zwitserse en Italiaanse onderzoekers onder leiding van het Vlaams Instituut voor Biotechnologie-KU Leuven Centrum voor Kankerbiologie is gepubliceerd in Nature. Dit artikel is gebaseerd op een persbericht van VIB-KU Leuven Centrum voor Kankerbiologie. 

Doorbraak in onderzoek is geen doorbraak in 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 het traject om die te ontwikkelen, kan nog jaren in beslag nemen.

Dit kan veel vragen oproepen en daarom stelt het VIB een e-mailadres ter beschikking, waar iedereen met vragen over dit en ander medisch gericht onderzoek terechtkan: patienteninfo@vib.be

Meest gelezen