We weten weer iets meer van vouwen eiwitten

Celskelet

Het ingewikkelde celskelet zorgt voor het vervoer van, onder veel meer, chaperonnes die misvouwen eiwitten weer in vorm brengen (foto: Rabouduniversiteit)

Eiwitten moeten op een bepaalde manier gevouwen zijn anders werken ze niet of, erger, helpen ze mee aan het afsterven van cellen. Bepaalde moleculen, zogeheten chaperonnes, verhelpen vouwfouten bij eiwitten. Het blijkt dat een warmte-impuls, bijvoorbeeld door koorts, het aantal van deze ‘chaperonnes’ vergroot, maar net zo belangrijk, is net ontdekt bij onderzoek aan de worm Caenorhabditis elegans, is dat die schok voor een grotere productie van een eiwit (PAT10) zorgt dat actine stabiliseert, het ‘geraamte’ van een cel. De ontdekking zou nieuwe wegen voor de behandeling van ‘vouwziektes’ als die van Alzheimer, Parkinson of Huntington kunnen opleveren, zo speculeren de Amerikaanse onderzoekers.

Volgens onderzoeker Andrew Dillin van de universiteit van Californië in Berkeley geven de resultaten van het onderzoek een heel andere draai aan de opvattingen over ziektes waarbij misvouwen eiwitten een rol spelen. Cellen doen veel moeite om te voorkomen dat eiwitten misvouwen. Aan verkeerde gevormde eiwitten heeft een cel niks of, erger: die kunnen leiden tot de dood van de cel. Er zijn zo’n 350 verschillende moleculen die er voor zorgen dat eiwitten in ‘goede vorm’ blijven, de al eerder genoemdee chaperonne-eiwitten. Warmte is slecht voor eiwiiten. Daardoor verliezen ze hun vorm (we hoeven alleen maar aan een ei te denken dat we in de koekenpan bakken). Al 35 jaar gaan celwetenschappers er van uit dat als cellen een warmteschok ondergaan, zoals bij koorts, ze een eiwit produceren die een hele reeks processen in gang zet om meer chaperonnes in de strijd te kunnen werpen. Dat eiwit, HSF-1 (HSF staat voor heat shock factor) doet dat door zich te binden aan de meer dan 350  genen die coderen voor de chaperonne-eiwitten, waardoor een extra leger aan chaperonne-strijders wordt aangemaakt. Het inspuiten van HSF-1 bij dieren leidt niet alleen tot een verhoogde tolerantie voor een warmteschok, maar ook tot verlenging van de levensduur. Mooi, zou je zeggen, geef me maar een spuit. Het probleem is alleen dat die extra HSF-1 ook leidt tot een verhoogde kans op kanker.
HSF-1, vonden de onderzoekers, doet heel wat meer dan  het verhogen van de productie van chaperonne-eiwitten, zo bleek uit onderzoek bij het nietige wormpje. Het zorgt ook voor een stabieler celskelet, dat zorgt voor het transport van allerlei verbindingen in de cel (ook de chaperonnes). Dillin: “Ons idee is het om in plaats van meer HSF-1 toe te dienen om ziektes als die van Huntington te voorkomen, we zouden moeten proberen het celskelet beter te maken.” Dat zou niet het risico op kanker hebben als ‘bijwerking’. De onderzoeker vergelijkt een cel die wordt onderworpen aan een warmteschok met een land dat wordt aangevallen, waarbij de aanvaller de communicatielijnen vernielt, zoals wegen en bruggen, waardoor het artsen lastiger wordt de gewonden te helpen. Een warmteschok vernielt het celskelet, het snelwegstelsel van de cel, waardoor de chaperonnes hun heilzame taak niet, of althans moeilijker, kunnen uitvoeren. “We denken dat HSF-1 niet alleen zorgt voor meer chaperonne-eiwitten, meer artsen, maar er ook voor zorgt dat de wegen intact blijven.”
De onderzoekers kwamen erachter dat HSF-1 ook de activiteit van een gen reguleert, dat codeert voor het eiwit PAT-10 (pat-10), de eigenlijke stabilsator voor het eiwit actine uit het celskelet. Door de activiteit van dat gen te vergroten konden de onderzoekers wormpjes genezen die leden aan de ziekte van Huntington (of iets wat daar op lijkt) en bovendien leefden de wormpjes langer. Volgens Dillin zou het best wel eens zo kunnen zijn, dat het stabilseren van actine de belangrijkste taak van HSF-1 is. De onderzoekers veranderden dat eiwit, zodat het niet langer zorgde voor de extra productie van chaperonnes, waarmee ze denken te hebben aangetoond dat een organisme een warmteschok kan overleven met een normale hoeveelheid warmteschokeiwitten, zolang je er maar voor zorgt dat het celskelet goed functioneert. Het verhogen van de productie van chaperonne-eiwitten is, vinden de onderzoekers, niet wezenlijk voor het overleven van een warmteschok. Dat inzicht zou zo ‘buiten de orde’ zijn, dat Dillin zijn medeonderzoekers drie jaar lang de stuipen op het lijf heeft gejaagd door ze experimenten te laten doen om te bewijzen dat die conclusie juist is. Nu, zegt Dillin, is de algemene reactie: “Dat zou heel goed kunnen.”

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze site gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.