Stage dhr. K. Batenburg | parkinson-vereniging.nl

A A
Meer

Stage dhr. K. Batenburg

Verslag internationale stage: Universiteit van Cambridge. 1-1-2016 t/m 1-8-2016

Gepubliceerd op 4 augustus 2016
Door: Kevin Llewelyn Batenburg

Ze zijn met velen, en we kunnen niet zonder ze: eiwitten. Om hun specifieke functie in de cel uit te oefenen, vouwen gloednieuwe eiwitten zich in een specifieke vorm. Ondanks dat dit proces in gezonde cellen zeer goed gereguleerd wordt, is het verkeerd vouwen van eiwitten niet zelden de oorzaak van ziekte. Verkeerd gevouwen eiwitten neigen aan elkaar te plakken, en vormen daardoor onoplosbare klontjes en draden: de aggregaten. Bij Alzheimer- of Parkinson-patienten bijvoorbeeld, leidt dit tot het afsterven van bepaalde hersencellen, met enorme geestelijke en motorische gevolgen vandien. De processen die hieraan ten grondslag liggen zijn grotendeels onbekend, en de manier waarop aggregaten groeien en celprocessen verstoren is veel complexer dan eerder gedacht. Zo kunnen aggregaten, bestaande uit hetzelfde verkeerd gevouwen eiwit, onderling verschillen in vorm, groeisnelheid en giftigheid. Deze verschillen kunnen zelfs van invloed kunnen zijn op het verloop van neurodegeneratieve ziekten1.

1 Tycko, R. (2015). Amyloid polymorphism: structural basis and neurobiological relevance. Neuron, 86(3), 632-645.

2 Pinotsi, D., Buell, A. K., Galvagnion, C., Dobson, C. M., Kaminski Schierle, G. S., & Kaminski, C. F. (2013). Direct observation of heterogeneous amyloid fibril growth kinetics via two-color super-resolution microscopy. Nano letters, 14(1), 339-345.

Het belangrijkste pathologische kenmerk van de Ziekte van Parkinson is de vorming van aggregaten die zijn opgebouwd uit het eiwit α-synuclein. Door gebruik te maken van super-resolutie microscopie toonden mijn begeleiders aan de Universiteit van Cambridge aan dat de onderlinge groeisnelheid van afzonderlijke α-synuclein aggregaten sterk verschilt2. Dit verschil doet vermoeden dat er verschillende vormen van het aggregaat bestaan: maar welke moleculaire structuur ligt ten grondslag aan het verschil in groeisnelheid, en zijn de verschillende vormen ook meer of minder schadelijk voor neuronen? Om de diversiteit van eiwitaggregaten te onderzoeken heb ik een methodologie ontwikkeld die het in de toekomst mogelijk maakt om in een mix van verschillende aggregaten, verschillende subtypes van elkaar te scheiden, te bekijken, en te karakteriseren.

Tijdens dit project heb ik lichtgevende α-synuclein eiwitten laten aggregeren tot de lange spaghetti-achtige draden die we ook vinden in de neuronen van Parkinson-patienten. Door deze draden vervolgens met behulp van microfluidische technieken afzonderlijk te verpakken in vloeistofdruppeltjes, probeerde ik met flowcytometrie lange van korte draden te scheiden. Tijdens mijn onderzoek ben ik de eerste geweest die met behulp van geavanceerde microscopie heeft aangetoond dat we inderdaad in staat zijn om de draden afzonderlijk te verpakken in vloeistofdruppeltjes en ze er weer heelhuids uit te halen. In samenwerking met Imperial College Londen heb ik vernieuwende experimenten uitgevoerd door de aggregaten te verplaatsen tussen twee reservoirs, gescheiden door een miniscuul tunneltje. Tussen deze reservoirs voerde een elektrische stroom, die kort onderbroken werd wanneer een aggregaat zich door de tunnel verplaatste. De onderbreking in elektrische stroom geeft ons een inkijk in de grootte van het aggregaat. Toekomstige experimenten zullen deze techniek gaan uitbreiden om verschillende aggregaten van elkaar te scheiden zonder de noodzaak ze eerst lichtgevend te maken.

Nu zal u zich afvragen, wat was het praktisch en klinisch nut van dit project? Ondanks dat we het grote plaatje van neurodegeneratie kunnen schetsen, ontbreken veel details. Om effectief te zijn, zullen toekomstige behandelmethoden specifieker moeten ingrijpen op het proces van eiwitaggregatie. Op dit moment kunnen wij onschuldige aggregaten niet van giftige onderscheiden, maar de hierboven beschreven technieken kunnen daar verandering in brengen. Daarom stoelt klinisch ingrijpen in beginsel nog grotendeels op fundamenteel onderzoek als dit. Ondanks dat dit project focuste op het Parkinson-eiwit, kan deze methodologie nu ook worden toegepast op andere ziekmakende eiwitten, met inbegrip van de Ziekte van Alzheimer.


Op het gebruik van deze website zijn de gebruiksvoorwaarden van toepassing.
Door het gebruik van de website of het forum gaat u akkoord met de toepasselijkheid van deze voorwaarden. 
Privacy- en cookiepolicy | Opzeggen lidmaatschap