HDBuzz Prijs tweede plaats 2012: Fruitvliegjes, defecte verbindingen en de ziekte van Huntington
Recente studie in fruitvliegjes identificeert een nieuwe verbinding tussen synapsen en HD
Synapsen, de verbindingen tussen neuronen, kunnen een goed doelwit blijken te zijn voor therapieën tegen de ziekte van Huntington. Recent onderzoek heeft een nieuw stukje van de puzzel geïdentificeerd betreffende synapsen en HD – en een nieuw doelwit om op te richten.
Dit artikel van Dr Tamara Maiuri van McMaster University is de tweede plaats in de HDBuzz 2012 Prijs voor Jonge Wetenschapsjournalisten. Gefeliciteerd Tamara, die £150 wint en zich bij ons team van vaste schrijvers heeft gevoegd.
Een beetje over synapsen
Communicatie tussen de cellen van de hersenen is van het grootste belang voor een goede hersenfunctie. Er worden voortdurend heel veel boodschappen tussen neuronen verzonden – allemaal ingewikkeld georganiseerd om de functies van het lichaam aan te sturen. De verbindingen tussen neuronen die het doorgeven van deze boodschappen mogelijk maken, worden synapsen genoemd.
Bij de synaps komen de randen van verbindende cellen heel dicht bij elkaar – dicht genoeg om pakketjes moleculen uit te wisselen die neurotransmitters worden genoemd. Dit type berichtuitwisseling is behoorlijk een productie. Veel verschillende moleculen nemen deel aan het vrijgeven van neurotransmitters uit de ene cel en het accepteren ervan bij de volgende cel.
Stel je voor een klein blaasje (technisch gezien wordt het een vesikel genoemd) dat neurotransmitters bevat binnen de eerste cel. De huid van het blaasje, of membraan, is gemaakt van grotendeels hetzelfde spul als de rand van de cel. Wanneer het blaasje in contact komt met de celrand, versmelten de membranen en wordt de inhoud van het blaasje (de neurotransmitters) naar buiten gedumpt.
De neurotransmitters zijn nu klaar om geaccepteerd te worden door de naburige ontvangende cel, die de nieuwe cel instrueert om het een of het ander te doen. Stel je voor – deze boodschappen worden miljarden keren per seconde uitgewisseld! Dat is wat er nodig is voor de hersenen om alle functies van het lichaam te coördineren, dus het is belangrijk dat synapsen, de verbindingen tussen neuronen, goed functioneren.
Synapsen – wat is de, eh, verbinding met de ziekte van Huntington?
Hoewel we weten dat het erven van de HD-mutatie ziekte veroorzaakt, begrijpen we niet volledig hoe de mutatie zijn schadelijke effecten uitvoert. Wetenschappers zijn druk bezig met het opvolgen van verschillende ideeën om aanknopingspunten te vinden voor HD-behandelingen. Eén ding dat duidelijk is, is dat synapsen heel vroeg bij HD-patiënten stoppen met goed werken – lang voordat symptomen ontstaan. Dit maakt synaptische disfunctie een aantrekkelijk doelwit voor mogelijke HD-therapieën, omdat interventie in dit stadium theoretisch neuronverlies zou kunnen vertragen of stoppen voordat het begint.
Nieuwe kennis over de ziekte van Huntington en synapsen
In een studie gepubliceerd door Dr Flaviano Giorgini’s onderzoeksgroep aan de Universiteit van Leicester in Engeland, herprogrammeerden wetenschappers fruitvliegjes om de Huntington-mutatie te dragen en keken vervolgens nauwkeurig naar de synapsen van vlieglarven.
Ze ontdekten dat de HD-mutatie problemen veroorzaakte in larvale synapsen door synaptische vesikels te laten krimpen, de ‘blaasjes’ die verantwoordelijk zijn voor het afleveren van neurotransmitters. De kleine vesikelgrootte belemmerde de overdracht van boodschappen over de synaps.
De onderzoekers zagen niet alleen gebrekkige berichtoverdracht bij synapsen, maar ook veranderingen in het kruipgedrag van de larven. Ja, dat klopt – larvaal kruipgedrag. Onderzoekers weten dat deze kleine beestjes een bepaalde hoeveelheid tijd besteden aan het kruipen in een rechte lijn en een bepaalde hoeveelheid tijd aan het maken van bochten. Veranderingen in kruippatronen, zoals deze, zijn typisch voor neurodegeneratie in fruitvliegjes.
“de HD-mutatie veroorzaakte problemen door het krimpen van synaptische blaasjes, de ‘belletjes’ die neurotransmitters afgeven”
Wat zou er kunnen gebeuren om de HD-mutatie deze kleinere vesikels, verstoorde berichtoverdracht en vreemd kruipgedrag bij larven te laten veroorzaken?
In deze studie kozen de onderzoekers ervoor om naar een eiwit genaamd Rab11 te kijken. Daar waren een paar redenen voor. Ten eerste staat Rab11 bekend om zijn deelname aan de bouw van vesikels. Ten tweede verstoort het product van het HD-gen – het gemuteerde huntingtin-eiwit – Rab11’s vermogen om zijn functie in cellen uit te voeren. Het Leicester-team ontdekte eerder dat het introduceren van extra Rab11 in de HD-fruitvlieg hielp bij het bestrijden van neurodegeneratie.
Deze keer vroegen ze zich eenvoudig af of Rab11 de verbinding zou kunnen zijn die gemuteerd huntingtin koppelt aan de kleine vesikels en synaptische disfunctie in de larven. Om deze vraag te beantwoorden, introduceerden ze extra Rab11 in de larven met de HD-mutatie om te zien of het het probleem kon oplossen. De extra Rab11 herstelde niet alleen de vesikelgrootte in de larven, het verbeterde ook de berichtoverdracht en bracht het kruipgedrag terug naar normaal.
Dus… probleem opgelost?
Trouwe HDBuzz-lezers weten heel goed: onderzoek naar de ziekte van Huntington is niet zo eenvoudig! Naast deze nieuwe kennis over Rab11’s rol in synaptische disfunctie, kunnen er andere manieren zijn waarop Rab11 betrokken is bij HD. Neuronen hebben bijvoorbeeld ook Rab11 nodig om brandstof op te nemen in de vorm van glucose. Gemuteerd huntingtin verstoort naar verluidt ook dit proces.
Andere aspecten van synaptisch functioneren dragen ook bij aan de ziekte van Huntington. Gemuteerd huntingtin kan de functie van PDE (fosfodiësterase) enzymen verstoren, die de signaalmoleculen aan de andere kant van synapsen afbreken. Deze PDE-enzymen zijn een belangrijk doelwit voor HD-geneesmiddelenonderzoek.
Om nog maar te zwijgen van het feit dat fruitvliegjes en mensen heel verschillend zijn! Hoewel wetenschappers goede redenen hebben om te geloven dat de Rab11-huntingtin verbinding geldt voor mensen, zal er behoorlijk wat onderzoek nodig zijn voordat we precies kunnen begrijpen hoe al deze factoren meespelen in HD bij menselijke patiënten.
Het belangrijke om te onthouden over basisonderzoek zoals deze studie is dat het nieuwe manieren biedt om naar het HD-probleem te kijken – dat wil zeggen, nieuwe invalshoeken voor therapie. Deze studie vertelt ons dat wat het ook is dat gemuteerd huntingtin doet om synapsen te verstoren, Rab11 erbij betrokken is. Dit maakt Rab11 een stukje van de puzzel waar wetenschappers op kunnen richten bij het bedenken van therapieën voor HD – als gemuteerd huntingtin knoeit met Rab11-functie, is de hoop dat er een medicijn kan worden ontwikkeld om Rab11-functie te herstellen en de schadelijke effecten van de erfelijke mutatie om te keren.
Meer informatie
Voor meer informatie over ons openbaarmakingsbeleid, zie onze FAQ…
