Onderzoekers van de Universiteit van Tel Aviv decoderen het mechanisme van een zeldzame neurologische ziekte. Van links naar rechts: PhD-student Eyal Paz, Prof. Abdussalem Azem en Prof. Uri Ashery. Foto Universiteit van Tel Aviv
Onderzoekers van de Universiteit van Tel Aviv zeggen dat ze het mechanisme achter een zeldzame en dodelijke neurologische ziekte hebben ontdekt, bekend als TIMM50-ziekte.
De aandoening, die gekenmerkt wordt door epilepsie, ontwikkelingsachterstanden en verstandelijke beperkingen, is het gevolg van een disfunctie van de mitochondriën, een probleem met een cruciaal cellulair proces dat verantwoordelijk is voor de energieproductie.
Het decoderen van het ziektemechanisme is een "belangrijke stap" in de ontwikkeling van behandelingen," zei Prof. Abdussalam Azem, decaan van de Wise Faculty of Life Sciences, die het onderzoek leidde. Hij was een van de ontdekkers van de TIMM50-ziekte in 2015. Hij zei dat het onderzoek niet alleen patiënten met de ziekte ten goede kan komen, maar ook patiënten met andere neurologische aandoeningen.
De bevindingen werden onlangs gepubliceerd in het peer-reviewed tijdschrift eLife .
Mitochondriën genereren moleculen die energie leveren voor bijna alle activiteiten van cellen in het lichaam. Organen zoals de hersenen zijn sterk afhankelijk van mitochondriën, en hoewel de hersenen slechts 2% van het lichaamsgewicht uitmaken, gebruiken ze ongeveer 20% van de energie van het lichaam.
Proteïnen leveren essentiële energie aan mitochondriën, die zo'n 1500 proteïnen gebruiken (ongeveer 10% van alle menselijke proteïnen). Maar slechts 13 hiervan worden in de mitochondriën zelf geproduceerd.
Mutaties in het TIMM50-eiwit, dat verantwoordelijk is voor de import van ongeveer 800 eiwitten in de mitochondriën, bleken de neurologische ziekte te veroorzaken.
Het team ontwikkelde een baanbrekend onderzoeksmodel met behulp van muizenneuronen. Door de TIMM50-niveaus in deze neuronen te verlagen, observeerden ze een verminderde energieproductie die verband hield met ontwikkelingsvertragingen.
Tegelijkertijd ontdekten de onderzoekers dat het verstoorde TIMM50-eiwit ervoor zorgt dat neuronen vaker dan normaal elektrische signalen afgeven.
Hoewel elektrische signalen noodzakelijk zijn voor de communicatie tussen hersencellen, wordt overmatige signalering in verband gebracht met epilepsie.
De onderzoekers concludeerden dat deze abnormale activiteit te wijten is aan een onevenwicht in de kaliumspiegels. Dit kan leiden tot levensbedreigende aandoeningen, zoals hartritmestoornissen, hartstilstand en spierzwakte, wat mogelijk kan leiden tot verlamming.
“Kalium is een sleutelelement in de elektrische signaaloverdracht tussen neuronen,” zei Azem. “Onderzoek naar de kaliumdisfunctie in het TIMM50-eiwit kan leiden tot een effectieve behandeling.”
De wetenschappers zijn ervan overtuigd dat hun innovatieve model van muizenneuronen, in combinatie met hun onderzoek naar mitochondriën en de TIMM50-eiwitmutatie in hersencellen, verder onderzoek mogelijk zal maken.
"We zijn optimistisch dat de bevindingen behandelingen voor een reeks neurologische ziekten mogelijk zullen maken", aldus Azem.
Azems team bestond uit Prof. Uri Ashery , PhD-student Eyal Paz, Dr. Sahil Jain en Dr. Irit Gottfried. Andere bijdragers waren Dr. Orna Staretz-Chacham van Ben-Gurion University, Dr. Muhammad Mahajnah van het Technion en onderzoekers van Emory University in Atlanta.
Comments