De ontdekking van zenuwcellen kan de behandelingsopties voor patiënten met neurodegeneratieve ziekten verbeteren

De ontdekking van zenuwcellen kan de behandelingsopties voor patiënten met neurodegeneratieve ziekten verbeteren

Een ontdekking die de behandelingsopties voor patiënten met neurodegeneratieve ziekten zou kunnen verbeteren, is gedaan door wetenschappers van King's College London en de Universiteit van Bath in het Verenigd Koninkrijk.

Deze bevinding richt zich op een molecuul dat een belangrijke rol speelt bij de ontwikkeling van zenuwcellen en waarvan bekend is dat het bijdraagt ​​aan ziekten wanneer het niet goed functioneert. Eerder werd gedacht dat dit molecuul beperkt was tot de kern (het organel dat het DNA van een cel bevat en door een membraan van de rest van de cel wordt gescheiden), maar deze nieuwe studie bevestigt eerdere bevindingen van hetzelfde team dat het ook in het cytoplasma (waterige binnenkant van een cel) kan worden aangetroffen. De studie toont ook voor het eerst aan dat de cytoplasmatische pool van dit eiwit functioneel actief is.

Deze bevinding heeft belangrijke implicaties voor onderzoek naar neurodegeneratieve ziekten zoals de ziekte van Alzheimer en motorneuronziekten.

De ontdekking, beschreven in Current Biology, werd gedaan door professor Corinne Houart van King's College London in samenwerking met Dr. Nikolas Nikolaou van de afdeling Levenswetenschappen in Bath.

Verlies van zenuwfunctie

Wetenschappers weten al een tijdje dat splitsingseiwitten – de moleculen die in dit onderzoek zijn bestudeerd – soms kunnen aggregeren en onoplosbare complexen kunnen vormen in het cytoplasma van de cel, en dat deze complexen de functie van een neuron (zenuwcel) kunnen verstoren, waardoor het neuron uiteindelijk zijn functie verliest en degenereert. Deze studie is echter de eerste die aantoont dat een sleutelsplitsingseiwit kan worden gevonden in eiwit/boodschapper-RNA-complexen (bekend als RNA-korrels) in de axonen van zenuwcellen.

Axonen zijn de lange projecties die elektrische impulsen wegleiden van het lichaam van de zenuwcel, neuronen verbinden met naburige neuronen of informatie van neuronen overbrengen naar weefsels in het lichaam (bijvoorbeeld spieren of huid). Het is bekend dat axondisfunctie de oorzaak is van veel progressieve neurologische aandoeningen, dus de ontdekking van splitsingseiwitten in dit deel van de zenuwcel levert aanwijzingen voor het mechanisme dat tot ziekte zou kunnen leiden.

Vorming van het boodschapper-RNA-molecuul

Genetica en genomica eBook

Compilatie van de beste interviews, artikelen en nieuws van het afgelopen jaar. Download een gratis exemplaar

De onderzoekers ontdekten dat het splitsingseiwit SNRNP70 zich bindt aan messenger-RNA-strengen (mRNA) en deze vervolgens vormt. Deze strengen dragen genetische informatie over van het DNA in de kern naar het cytoplasma van de cel. De informatie in het mRNA creëert andere eiwitten, de bouwstenen van het leven. Het team ontdekte ook dat het splitsingseiwit nodig is om mRNA van het lichaam van de zenuwcel langs de axonen naar meer perifere delen van een neuron te laten bewegen.

In zijn commentaar op dit onderzoek, waarbij de zebravis als genetisch modelsysteem wordt gebruikt, zegt Dr. Nikolaou: “Toen we de functie van het splitsingseiwit verstoorden, zagen we dat motorneuronen zich niet goed vormden en andere belangrijke verbindingen verloren. Dit soort gedrag wordt ook waargenomen bij menselijke neurodegeneratie. Toen SNRNP70 echter alleen opnieuw in het cytoplasma en de axonen van deze neuronen werd geïntroduceerd, was het voldoende om de motorische connectiviteit te herstellen en neuronaal om de functie te herstellen.”

Ondanks dat het een kleine zoetwatervis is, is de zebravis een soort met een zenuwstelsel dat opmerkelijk veel lijkt op dat van de mens.

In de volgende fase van dit onderzoek gaat dr. Nikolaou onderzoek doen naar de exacte functie van dit eiwit in axonen. "We weten dat eiwitten interageren met andere eiwitten, dus met welke eiwitten interageert dit molecuul? En wat gebeurt er als we deze complexen uit het cytoplasma verwijderen - hoe beïnvloedt dat de neuronfunctie?"

Nu we weten dat dit soort moleculen een functie hebben buiten de kern, moeten we neurodegeneratie vanuit een andere hoek benaderen en ons afvragen hoe deze ziekteverwekkende aggregaten de functie van deze eiwitten beïnvloeden, niet alleen in de kern maar ook in het cytoplasma en welke rol ze spelen bij de afbraak van neuronen. Dit is iets waar nog niet eerder over is nagedacht.”

Dr. Nikolas Nikolaou, afdeling Biologische Wetenschappen, Universiteit van Bath

Bron:

Universiteit van Bath

Referentie:

Nikolaou, N., et al. (2022) Cytoplasmatische pool van het U1-spliceosoomeiwit SNRNP70 vormt het axonale transcriptoom en reguleert de motorische connectiviteit. Huidige biologie. doi.org/10.1016/j.cub.2022.10.048.

.