Onderzoek naar eiwitten brengt genezing Alzheimer dichterbij

Onderzoekers van de Universiteit Maastricht hebben, samen met collega’s van Duitse onderzoeksinstituten, voor het eerst in kaart gebracht hoe het eiwit Beta-amyloïde zich precies ophoopt in de hersenen van mensen met de ziekte van Alzheimer. Beta-amyloïde speelt volgens onderzoekers samen met het eiwit Tau een belangrijke rol in de ziekte.

De moleculaire structuur kon in kaart worden gebracht dankzij de enorme cryo-elektronenmicroscoop die in Maastricht staat. De resultaten én de beelden, werden op 7 september gepubliceerd in het wetenschappelijke toptijdschrift Science.

Beta-amyloïde en Alzheimer

Beta-amyloïde komt bij iedereen in de hersenen veel voor, maar terwijl overbodige eiwitten bij gezonde mensen worden afgebroken, stapelen ze zich op in de hersenen van mensen met de ziekte van Alzheimer. Hoe die opstapeling van Beta-amyloïde er precies uitziet, dat hebben Carmen Lopez Iglesias en Raimond Ravelli uit Maastricht, samen met collega’s uit Jülich, Düsseldorf en Hamburg in kaart gebracht. De cryo-elektronenmicroscoop, waarover het lab onder leiding van prof. dr. Peter Peters in Maastricht beschikt, speelt hierin een cruciale rol.

Medicijnen tegen eiwitophopingen bij Alzheimer

De onderzoekers beschrijven in de Science-publicatie aan de hand van de structuur hoe bepaalde bekende genmutaties de eiwitophopingen in Alzheimer kunnen bevorderen of juist verhinderen. Onderzoeker Raimond Ravelli: “De structuur verschaft inzicht over het samenklonteren van dit eiwit en welke aminozuren daarbij een speciale rol spelen”. Meer inzicht in deze processen kan de wetenschap helpen bij het ontwikkelen van medicijnen die bijvoorbeeld deze eiwitophopingen kunnen ontmantelen. Bekijk hier een korte animatie van de ruwe opnamen van beta-amyloïde-vezels met daarop de driedimensionale atoomstructuur afgebeeld.

Cryo-elektronenmicroscoop

De Maastrichtse cryo-elektronenmicroscoop kan celstructuren onderzoeken bij een temperatuur van -185° C, wat betekent dat celstructuren bestudeerd kunnen worden zonder ze te hoeven bewerken met giftige middelen. Cellen worden heel snel ingevroren, waarna ze bestudeerd kunnen worden op een gedetailleerder niveau dan ooit. Peter Peters omschreef het eerder als volgt: ‘De verandering van de techniek – van de klassieke elektronenmicroscoop naar de cryo-elektron tomografie – is vergelijkbaar met de transformatie van de oude röntgenfoto naar de nieuwe CT-scan.’

De Science-publicatie is getiteld: ‘Fibril structure of amyloid-β (1-42) by cryoelectron microscopy’. De Nature-publicatie was getiteld: ‘Cryo-EM structures of tau filaments from Alzheimer’s disease’.