Calcium kan een rol spelen bij de ontwikkeling van
de ziekte van Parkinson
Onderzoekers hebben ontdekt dat een teveel aan
calcium in hersencellen kan leiden tot de vorming van
toxische clusters die kenmerkend zijn voor de ziekte van
Parkinson.
Een internationaal team, geleid door de Universiteit
van Cambridge, ontdekte dat calcium de interactie kan
mediëren tussen kleine vliezige structuren binnen
zenuwuiteinden, die belangrijk zijn voor neuronale
signalering in de hersenen, en alfasynucleïne, het eiwit
dat geassocieerd is met de ziekte van Parkinson.
Overmatige niveaus van calcium of alfa-synucleïne kunnen
de oorzaak zijn van de kettingreactie die leidt tot de
dood van hersencellen.
De bevindingen, gerapporteerd in het tijdschrift
Nature Communications, betekenen een nieuwe stap in het
begrijpen van hoe en waarom mensen Parkinson
ontwikkelen. Volgens Parkinson's UK, heeft één op de 350
volwassenen in de UK - in totaal naar schatting 145.000
- momenteel de aandoening die tot nu toe ongeneeslijk
is.
De ziekte van Parkinson is één van een aantal
neurodegeneratieve ziekten die worden veroorzaakt
wanneer van nature voorkomende eiwitten zich verkeerd
vormen en zich aan andere eiwitten kleven om
uiteindelijk dunne filamentachtige structuren te vormen
die amyloïde fibrillen worden genoemd. Deze amyloïde
afzettingen van geaggregeerde alfa-synucleïne, ook
bekend als Lewy-lichaampjes, zijn een teken van de
ziekte van Parkinson.
Vreemd genoeg is het tot nu toe niet duidelijk wat
alpha-synucleïne eigenlijk in de cel doet: waarom het er
is en wat het moet doen. Het is betrokken bij
verschillende processen, zoals de soepele stroom van
chemische signalen in de hersenen en de beweging van
moleculen in en uit de zenuwuiteinden, maar hoe het zich
precies gedraagt, is onduidelijk.
"Alfa-synucleïne is een zeer klein eiwit met zeer
weinig structuur, en het moet interactie hebben met
andere eiwitten of structuren om functioneel te worden,
wat het moeilijk maakt om te bestuderen," zei senior
auteur Dr. Gabriele Kaminski Schierle van Cambridge's
Department of Chemical Technology and Biotechnology.
Dankzij superresolutie microscopietechnieken is het
nu mogelijk om in cellen te kijken en het gedrag van
alfa-synucleïne te observeren. Om dit te doen,
isoleerden Kaminski Schierle en haar collega's
synaptische blaasjes, een deel van de zenuwcellen die de
neurotransmitters opslaan die signalen van de ene
zenuwcel naar de andere sturen.
In neuronen speelt calcium een rol bij de afgifte van
neurotransmitters. De onderzoekers stelden vast dat
wanneer calciumniveaus in de zenuwcel toenemen, zoals
bij neurale signalering, de alfa-synucleïne zich op
meerdere punten aan synaptische vesikels bindt, waardoor
de vesicles samenkomen. Dit kan erop wijzen dat de
normale rol van alfa-synucleïne is om de chemische
overdracht van informatie over zenuwcellen te helpen
verwezenlijken.
"Dit is de eerste keer dat we hebben gezien dat
calcium de manier beïnvloedt waarop alfa-synucleïne
interageert met synaptische vesicles," zei Dr. Janin
Lautenschlager, hoofdauteur van het artikel. "We denken
dat alfa-synucleïne bijna een calciumsensor is, maar in
aanwezigheid van calcium verandert het zijn structuur en
de manier van wisselwerking met zijn omgeving, wat
waarschijnlijk erg belangrijk is voor zijn normale
functie."
"Er is een goed evenwicht tussen calcium en
alfa-synucleïne in de cel, en wanneer er te veel van het
één of het ander is, wordt het evenwicht verstoord en
begint de aggregatie, wat leidt tot de ziekte van
Parkinson," zei medeauteur Dr Amberley Stephens .
De onbalans kan worden veroorzaakt door een
genetische verdubbeling van de hoeveelheid
alfa-synucleïne (genduplicatie), door een
leeftijdsgebonden vertraging van de afbraak van
overtollig eiwit, door een verhoogd calciumniveau in
neuronen die gevoelig zijn voor Parkinson, of een
geassocieerd gebrek aan calcium buffercapaciteit in deze
neuronen.
Het begrijpen van de rol van alfa-synucleïne in
fysiologische of pathologische processen kan helpen bij
de ontwikkeling van nieuwe behandelingen voor de ziekte
van Parkinson. Een mogelijkheid is dat geneesmiddelen
die zijn ontwikkeld om calcium te blokkeren, gebruikt
bij hartziekten, mogelijk ook geschikt zijn tegen de
ziekte van Parkinson.
Vertaling: Andre Teirlinck