Microtubuli in een cel (afb: WikiMedia Commons)

Wat de ziekte van Alzheimer veroorzaakt is nog steeds onbekend. Steeds weer zijn er wetenscha-ppers die de ‘ware’ oorzaak denken te hebben ontdekt. Nu weer zo’n poging. ​​In plaats van beta-amyloïdeplaques te beschouwen als de hoofdoor-zaak, lijken die plaques de wer-king van tau-eiwitten te verstoren. Dat zijn eiwitten die neuronen helpen goed te functioneren, maar disfunctionele tau-knopen zijn ook vaak te zine in de hersens van Alzheimerpatiënten. Die verstoring zou de hersenschade kunnen veroorzaken die met Alzheimer komt.
Onderzoekers van de universiteit van Californië in Riverside hebben een nieuwe verklaring voorgesteld voor hoe de ziekte van Alzheimer mogelijk begint. In plaats van dat de ziekte voornamelijk wordt veroorzaakt door de ophoping van plaques in de hersens, zou de ziekte kunnen ontstaan ​​doordat beta-amyloïde de normale werking van een tau-eiwitten in de hersencellen verstoort.
Het was inmiddels allang niet zeker meer dat beta-amyloïdeophopingen de ziekte veroorzaakt. Die ophopingen werden bijvoorbeeld ook gevonden in hersens van overigens gezonde mensen en het verlagen van die ophopingen leidde eigenlijk nooit tot genezing (er is nog steeds geen geneesmiddel tegen Alzheimer, ondanks al dat onderzoek). Hoe de ‘relatie’ tussen de tau-knopen en de amyloïdeplaques is/was tot nu toe niet duidelijk.
“Naast dementie vereist de diagnose Alzheimer zowel een ophoping van beta-amyloïde als van tauknopen in de hersens”, zegt hoofdauteur Ryan Julian. “Veel laboratoria richten zich op de rol van het ene eiwit en negeren het andere.” Daar hebben Julian en collega’ dus naar gekeken.

Microtubuli

Tau helpt normaal gesproken bij het stabiliseren van microscopische structuren die bekend staan ​​als microtubuli, het cel’skelet’. Deze kleine buisvormige structuren fungeren als transportroutes in zenuwcellen en vervoeren essentiële materialen naar verschillende delen van het neuron. Zonder functionerende microtubuli hebben neuronen moeite met het transporteren van de moleculen die ze nodig hebben om te overleven en te communiceren.
Julian en de zijnen merkten op dat het gedeelte van tau dat verantwoordelijk is voor de hechting aan microtubuli sterk lijkt op bèta-amyloïde, zowel qua grootte als structuur. Dat bracht hen ertoe zich af te vragen of beta-amyloïde zich ook aan microtubuli zou kunnen binden.

Om dit te onderzoeken, bevestigden de wetenschappers een fluorescerende ‘vlag’ aan beta-amyloïde.
Hun experimenten toonden aan dat beta-amyloïde en tau-eiwitten zich met een vergelijkbare sterkte aan microtubuli binden. Als gevolg hiervan kan de ophoping van beta-amyloïde in neuronen tau uit zijn normale positie verdringen.

Concurrentie

Julian: “Ons onderzoek toont aan dat beta-amyloïde en tau concurreren om dezelfde bindingsplaatsen op microtubuli en dat beta-amyloïde kan voorkomen dat tau correct functioneert.” Volgens de onderzoekers kan de ziekte van Alzheimer beginnen wanneer beta-amyloïde tau van de microtubuli verdringt. Zodra dat gebeurt, kan het interne transportnetwerk worden verstoord.
Tegelijkertijd kan tau zich abnormaal gaan gedragen. Zonder de normale interactie met microtubuli kan het eiwit samenklonteren en zich verplaatsen naar gebieden in neuronen waar het normaal niet thuishoort.
Dit model suggereert dat de ophoping van beta-amyloïde en tau-eiwitten een gevolg kan zijn van dieperliggende celproblemen in plaats van de oorspronkelijke oorzaak van de ziekte. Dit idee zou verschillende langlopende raadsels in het Alzheimer-onderzoek kunnen verklaren.
Zo vormen de plaques zich vaak buiten de cellen. Als de belangrijkste schade optreedt wanneer beta-amyloïde de werking van tau binnen neuronen verstoort, dan verstoren die externe plaques mogelijk niet direct tau of de microtubuli die het ondersteunt.

Het voorgestelde mechanisme sluit ook aan bij het idee dat het natuurlijke kringloopproces in de hersens met de leeftijd minder efficiënt wordt. Een proces dat bekend staat als autofagie verwijdert normaal gesproken ongewenste eiwitten, zoals beta-amyloïde, uit cellen. Naarmate autofagie bij ouderen slechter werkt, kan dat eiwitrestant zich ophopen in neuronen en steeds meer concurreren met tau om toegang tot microtubuli.
Aanvullende observaties ondersteunen die theorie. Recente studies hebben aangetoond dat lithium het risico op de ziekte van Alzheimer kan verlagen, terwijl eerder onderzoek heeft uitgewezen dat lithium helpt bij het stabiliseren van microtubuli. Deze bevindingen doen vermoeden dat het beschermen van microtubuli een deel van de schadelijke effecten van beta-amyloïdeplaques zou kunnen tegengaan.

Julian denkt dat de bevindingen helpen om veel voorheen losstaande observaties uit het Alzheimer-onderzoek met elkaar te verbinden. “Dit idee helpt om veel resultaten te verklaren die voorheen los van elkaar leken te staan. Het geeft ons een duidelijker beeld van wat er mogelijk misgaat in neuronen en waar nieuwe behandelingen zouden kunnen beginnen.”

Bron: Science Daily