Een team van UNIGE heeft een gen geïdentificeerd waarvan de overexpressie de ontwikkeling van de ziekte van Parkinson bij de fruitvlieg en muizen verhindert.
De ziekte van Parkinson is een neuro degeneratieve aandoening die wordt gekenmerkt door de vernietiging van een specifieke populatie van neuronen: de dopaminerge neuronen. De degeneratie van deze neuronen verhindert de overdracht van signalen die specifieke spierbewegingen aansturen en leidt tot trillingen, onwillekeurige spiercontracties of evenwichtsproblemen die kenmerkend zijn voor deze pathologie.
Een team van de Universiteit van Genève (UNIGE) heeft de vernietiging van deze dopaminerge neuronen onderzocht met behulp van de fruitvlieg als studiemodel. De wetenschappers identificeerden een sleuteleiwit bij vliegen, en ook bij muizen, dat een beschermende rol speelt tegen deze ziekte en een nieuw therapeutisch doelwit zou kunnen zijn. Dit werk is te lezen in het tijdschrift Nature Communications.
Afgezien van zeldzame vormen waarbij een enkel gen betrokken is, zijn de meeste gevallen van Parkinson het gevolg van een interactie tussen meerdere genetische en omgevingsrisicofactoren. Een gemeenschappelijk element bij het begin van de ziekte is echter een disfunctie van mitochondriën in dopaminerge neuronen. Deze kleine fabriekjes in cellen zijn verantwoordelijk voor de productie van energie, maar ook voor het activeren van de zelfvernietiging mechanismen van de cel bij beschadiging.
Het laboratorium van Emi Nagoshi, professor in de afdeling Genetica en Evolutie van de UNIGE Faculteit Wetenschappen, gebruikt de fruitvlieg, of Drosophila, om de mechanismen van dopaminerge neuron degeneratie te bestuderen. Haar groep is vooral geïnteresseerd in het Fer2-gen, waarvan de menselijke homoloog codeert voor een eiwit dat de expressie van veel andere genen regelt en waarvan de mutatie zou kunnen leiden tot de ziekte van Parkinson via nog niet goed begrepen mechanismen.
In een eerdere studie toonde dit wetenschappelijk team aan dat een mutatie in het Fer2-gen Parkinson-achtige tekortkomingen bij vliegen veroorzaakt, waaronder een vertraging in het initiëren van beweging. Ze hadden ook defecten waargenomen in de vorm van de mitochondriën van dopaminerge neuronen, vergelijkbaar met die waargenomen bij Parkinson patiënten.
Omdat de afwezigheid van Fer2 Parkinson-achtige aandoeningen veroorzaakt, testten de onderzoekers of juist een verhoging van de hoeveelheid Fer2 in de cellen een beschermend effect zou kunnen hebben. Wanneer vliegen worden blootgesteld aan vrije radicalen, ondergaan hun cellen oxidatieve stress die leidt tot de afbraak van dopaminerge neuronen. De wetenschappers konden echter waarnemen dat oxidatieve stress geen schadelijk effect meer heeft op de vliegen als ze Fer2 produceren, wat de hypothese van zijn beschermende rol bevestigt.
“We hebben ook de genen geïdentificeerd die worden gereguleerd door Fer2 en deze zijn voornamelijk betrokken bij mitochondriale functies. Dit sleuteleiwit lijkt daarom een cruciale rol te spelen tegen de degeneratie van dopaminerge neuronen bij vliegen door niet alleen de structuur van mitochondriën te controleren, maar ook hun functies”, zegt Federico Miozzo, onderzoeker bij de afdeling Genetica en Evolutie en hoofdauteur van de studie.
Om erachter te komen of Fer2 dezelfde rol speelt bij zoogdieren, creëerden de biologen mutanten van de Fer2-homoloog in dopaminerge neuronen van muizen. Net als bij de vlieg observeerden ze afwijkingen in de mitochondriën van deze neuronen, evenals defecten in de voortbeweging bij oude muizen. “We testen momenteel de beschermende rol van de Fer2 homoloog bij muizen en resultaten die vergelijkbaar zijn met die waargenomen bij vliegen, zouden ons in staat stellen een nieuw therapeutisch doelwit voor patiënten met de ziekte van Parkinson te overwegen”, besluit Emi Nagoshi.
Vertaling persbericht: Andre Teirlinck