Druppels

Druppels in de cel bepalen ophoping eiwitten bij ouderdomsziekten

Kleine druppeltjes in onze cellen kunnen de ophoping van eiwitten bij ziekten zoals Alzheimer en Parkinson’s versnellen, maar ook vertragen. Ze verergeren het als eiwitten aan de randen blijven plakken, maar maken de situatie juist beter als ze in de druppels worden opgenomen. Chemici van de Radboud Universiteit en Universiteit Twente publiceren hun nieuwe vondst in Science Advances op 2 december.

In onze cellen dobberen moleculen niet zomaar los door elkaar heen. We weten nu zo’n tien jaar dat veel moleculen kleine druppeltjes vormen in onze cellen. Die druppeltjes ontstaan door een chemisch proces, fasescheiding. ‘Net als olie in water’, vertelt onderzoeker Brent Visser. ‘Alleen bestaan ze meestal uit een complexe mix van grote moleculen die voorkomen in de cel, zoals RNA en eiwitten.’

Zonder druppeltjes zouden onze cellen niet werken. Ze zorgen ervoor dat moleculen op de juiste plek bij elkaar kunnen komen. Maar wetenschappers weten nog niet of cellen hier daadwerkelijk controle op kunnen uitoefenen en of druppels effect hebben op het ontstaan van ziekten.

Op de rand

Bij ouderdomsziekten zoals Alzheimer’s, ALS of de ziekte van Parkinson ontstaan problemen door ophopingen van eiwitten in de hersenen (zogenaamde ‘plaques’). Dat de samenstelling van druppels sterk bepalen hoe snel deze ziekte-eiwitten zich kunnen ophopen in cellen, hebben de onderzoekers nu gezien. Als eiwitten aan de randen van druppels blijven plakken, ontstaan sneller ophopingen. Maar als ze erin worden opgenomen, kan dat proces vertraagd worden. ‘Niemand wist dat juist de randen van druppels hier zo belangrijk zijn’, zegt fysisch chemicus Evan Spruijt.

‘We weten dat er bij deze ziekten heel veel factoren invloed hebben op de eiwitophopingen’, aldus Spruijt.  ‘We hebben nu iets nieuws op deze lijst gezet. Nu bekend is dat druppels er ook een rol in kunnen spelen, kun je gerichter zoeken naar oorzaken van de ziekten.’

Precisiewerk

De Nijmeegse onderzoekers zijn gespecialiseerd in druppels. Door zelf druppels te maken met verschillende eigenschappen probeerden ze de situatie in cellen na te bootsen. ‘Doordat we onder de microscoop kunnen zien waar de eiwitten precies zitten en hoe snel de ophoping verloopt, kunnen we goed in kaart brengen wat er precies gebeurt. Dit kun je niet goed meten in een levende cel’, legt Visser uit.

Sommige wetenschappers denken dat eiwitten bij de ouderdomsziekten zélf druppels vormen, die vervolgens hard worden en daardoor plaques vormen. ‘Maar voor de meeste eiwitten kan dit in de natuurlijke situatie in cellen onmogelijk voorkomen’, vertelt Spruijt. ‘Belangrijk onderscheid van onze studie is dat we hebben laten zien dat het ándere druppels zijn die de ophoping van deze eiwitten beïnvloeden. Het lijkt misschien een detail, maar het is een essentieel verschil.’

Nu gaan de onderzoekers verder kijken naar manieren om de randen van de druppels zodanig aan te passen dat deze ziekte-eiwitten er niet meer aan blijven plakken, en bepaalde andere eiwitten juist wel. Dit zou niet alleen kunnen helpen om de ophoping van ziekte-eiwitten tegen te gaan, maar ook om de natuurlijke functie van deze druppels beter te begrijpen.

Literatuurverwijzing

Biomolecular condensates can both accelerate and suppress aggregation of α-synuclein, Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.abq6495

Contactinformatie

Meer weten? Neem contact op met Evan Spruijt of Persvoorlichting & Wetenschapscommunicatie via media [at] ru.nl en 024 361 6000

Thema
Moleculen en materialen, Zorg & Gezondheid