Je leest:

Gekke koeienziekte-eiwit stimuleert aanmaak hersencellen

Gekke koeienziekte-eiwit stimuleert aanmaak hersencellen

Auteur: | 14 februari 2006

De gekke koeienziekte en de ziekte van Creutzfeldt-Jakob worden veroorzaakt doordat het prioneiwit PrP (prion protein) verkeerd gevouwen is. Recent onderzoek heeft aangetoond dat de gezonde vorm van PrP nodig is voor de aanmaak van nieuwe hersencellen.

Onderzoekers weten al sinds de jaren ’90 van de vorige eeuw, dat de gekke koeienziekte bij runderen en zijn menselijke tegenhanger, de ziekte van Creutzfeldt-Jakob, worden veroorzaakt door de misvorming van het prioneiwit PrP . Wat tot nu toe echter nog onbekend bleef, is de functie van het normaal gevouwen prioneiwit. Onderzoekers publiceren deze week resultaten in het wetenschappelijke tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), waaruit blijkt dat PrP een belangrijke rol speelt bij de aanmaak van nieuwe neuronen in de hersenen.

Prionen komen bij veel zoogdieren in normale vorm vrij veel voor. Normaal gesproken rekruteren prionen andere eiwitten, waardoor de vorm en daardoor de functie van die eiwitten verandert. Als een prion misvormd is, vindt er een soort cascade plaats, waardoor alle eiwitten in de buurt ook misvormd worden. Misvormingen van prionen vinden maar een enkele keer plaats, wat tot ziektes leidt. In sommige organismen, zoals gist, heeft het geen ernstige gevolgen. Maar in zoogdieren, zoals mensen en koeien, leidt de verkeerde vouwing van prionen tot fatale hersenziektes, zoals Creutzfeldt-Jakob.

Afbeelding: Normaal gevouwen prioneiwit verandert in een misvormd eiwit.

“Het is moeilijk te begrijpen waarom dit prioneiwit, die deze verschrikkelijke ziekte veroorzaakt als het misvormd is, in overvloed in onze hersenen voorkomt” vertelt Susan Lindquist, een van de auteurs van het artikel in PNAS. “We weten al jaren wat er gebeurt wanneer dit eiwit [PrP] het verkeerde pad op gaat. We beginnen nu te begrijpen wat zijn normale vorm goed kan doen.”

In 1993 is er al onderzoek gedaan met knock-out muizen, die geen PrP meer kunnen produceren. Verrassend genoeg waren deze knock-out muizen niet ziek. In tegenstelling tot normale controle-muizen, kregen deze knock-out muizen bij infectie met prionen geen priongerelateerde ziekten, die het zenuwstelsel aan kunnen tasten. Zo ontdekten ze dat PrP verantwoordelijk is voor gekke koeien- en soortgelijke ziekten.

Het blijkt nu dat PrP een grote rol speelt bij de aanmaak van neuronen. Lindquist en haar team deden experimenten met drie groepen muizen: zonder PrP (knock-out), met extra PrP en normale muizen. Uit de muizen werden de neurale voorlopercellen geïsoleerd. Nadat deze cellen gekweekt werden, zodat ze konden groeien en differentiëren, waren er grote verschillen tussen de drie groepen te zien. De cellen van de muizen zonder PrP bleven nog lang in de voorloperstaat en differentieerden pas veel later, vergeleken met de controle muizen. Cellen met extra productie van PrP, vormden vrijwel meteen volwassen neuronen. “Hoe meer PrP je cellen hebben, hoe sneller ze een neuron worden. Hoe minder ze hebben, hoe langer ze in de voorloperstaat blijven,” aldus Andrew Steel, een medewerker van het Lindquist lab.

Hoewel PrP van invloed is op de snelheid waarmee neuronen gevormd worden, is het niet van invloed op de totale hoeveelheid neuronen. De verschillende muizen kregen uiteindelijk allemaal evenveel neuronen, zelfs de knock-out muizen. In de hersenen van de volwassen muizen, bleek PrP alleen maar geproduceerd te worden in de neuronen en niet in de gliacellen, het bindweefsel van de hersenen.

Uit het volledige onderzoek blijkt dus dat de normale vorm van PrP werkt als een soort schakelaar die de neurale voorlopercellen kan aanzetten tot het vormen van nieuwe neuronen. Jeffrey Macklis, een van de andere auteurs en lid van het Harvard Stem Cell Institute: “We kunnen nu zien dat de normale vorm van dit prioneiwit een van de sleutelfiguren is in het fascinerende en belangrijke proces van neurogenese”.

Bron:

Steele, A. et al. Prion protein (PrPc) positively regulates neural precursor proliferation during developmental and adult mammalian neurogenesis, PNAS, 13 februari 2006

Zie ook:

Dit artikel is een publicatie van Nederlands Instituut voor Biologie (NIBI).
© Nederlands Instituut voor Biologie (NIBI), sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 14 februari 2006

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.