Hoe ouder we worden, des te meer komen de gebreken: een zwak hart, stijve ledematen, geheugenverlies en noem het maar op. Een van de vervelendste ouderdomskwalen is ongetwijfeld de Ziekte van Alzheimer. De precieze oorzaak van deze hersenziekte, die leidt tot dementie, is nog altijd niet bekend. Maar het is wel zeker dat er een verband bestaat met vervormde eiwitten of proteïnen die zich zowel binnen als buiten hersencellen vermeerderen tot schadelijke klonten.
Dit proces, dat ook wel eiwitaggregatie wordt genoemd, kan ook de oorzaak zijn van Parkinson en andere hersenziekten. Voor onderzoekers van de Universiteit van Tübingen was dit aanleiding om op zoek te gaan naar manieren om de afscheidingen van schadelijke eiwitten buiten de cel te stoppen. En onder leiding van Della David zijn ze daarin geslaagd.
In het onderzoek – dat gisteren is gepubliceerd in het blad Nature – wordt allereerst bevestigd dat het in goede conditie houden van eiwitten in lichaamsvloeistoffen helpt om zowel het verouderingsproces als infecties tegen te gaan.
David: “Tientallen jaren van onderzoek hebben zich gericht op mechanismen voor de controle van de kwaliteit van eiwitten in de cel om zo schadelijke eiwitvermeerdering te voorkomen. Maar dergelijke verkeerd gevouwen eiwitten komen ook buiten cellen voor.”
Verkeerd gevouwen aminozuurketens
Het lichaam gebruikt eiwitten als bouwstenen in cellen, maar in de vorm van bijvoorbeeld enzymen zijn eiwitten ook verantwoordelijk voor veel stofwisselingsprocessen en dus ook transport door het lichaam. Hiervoor moeten de lange aminozuurketens, waaruit eiwitten bestaan, in de juiste driedimensionale vorm worden gevouwen. En als dat fout gaat, dan beginnen de problemen.
Om de eiwitvorming buiten cellen in beeld te brengen, creëerde het team rond David een nieuw model met behulp van de minuscule circa 1 millimeter lange rondworm caenorhabditis elegans. David en haar collega’s vonden 57 zogenoemde extracellulaire regulatoren voor eiwitaggregatie in deze rondworm.
In samenwerking met Martin Haslbeck van de Technische Universiteit van München identificeerde David en haar team de eerste extracellulaire regulator die zich bindt aan verkeerd gevouwen afgescheiden eiwitten in de rondwormen. David: “We wisten dat een betere controle van de eiwitkwaliteit in de cellen de dieren helpt om langer te leven. Nu hebben we aangetoond dat een betere controle van de eiwitkwaliteit buiten de cel dat ook doet.
Eiwitten in mens en worm lijken op elkaar
Medeauteur van de studie, Ivan Gallotta, voegt hieraan toe: “We waren echt verbaasd dat de wormen met een betere extracellulaire kwaliteitscontrole van proteïne meer dan 30 procent langer konden overleven tijdens een pathogene aanval.”
Volgens de onderzoekers zijn er veel gelijkenissen tussen de eiwitfuncties van mensen en wormen. In het onderzoek werden de menselijke eiwitten geïdentificeerd met de grootste gelijkenis met de extracellulaire regulatoren van de worm. David: “Ons volgende doel is om te bepalen of deze regulatoren actief kunnen zijn tegen extracellulaire amyloïde-beta eiwitaggregatie, die wordt gevonden in de hersenen van patiënten met de ziekte van Alzheimer.”
