UTRECHT – Onderzoekers van het FOM-instituut AMOLF hebben in samenwerking met dr. Krassimir Velikov van de Universiteit Utrecht en collega’s uit Mainz en Jena voor het eerst de structuur van de buitenkant van een eiwitophoping in beeld gebracht die ziektes zoals Alzheimer en diabetes type 2 veroorzaakt. De resultaten zijn op 7 mei online gepubliceerd in het vakblad Small.
Binnenkant
Wetenschappers waren al langere tijd bekend met de structuur van de eiwitten aan de binnenkant van de ophopingen. Een eiwitophoping bestaat uit lange, opgevouwen eiwitten. De eiwitten aan de binnenkant van een fibril zijn netjes geordend. Ze zitten in een zogeheten bètasheet-structuur: een plat, regelmatig motief. Maar zij konden met de conventionele meetapparatuur nooit naar buiten stappen om de buitenzijde van de muren te bekijken.
Buitenkant
Door twee verschillende technieken (microscopie en spectroscopie) te combineren, hebben de onderzoekers een ‘sleutel’ weten te maken waarmee ze wel naar buiten konden stappen. De onderzoekers waren verrast toen ze de buitenkant van de eiwitophoping (in het vakgebied bekend als amyloïde fibril) in beeld kregen. De buitenkant bleek een rommelige structuur te hebben. De eiwitten zitten hier onregelmatig door elkaar; deels volgen ze een bètasheet-structuur, maar even verderop ontbreekt de regelmaat bijna volledig. Op een en dezelfde opeenhoping kan de structuur zelfs per nanometer (een miljoenste millimeter) verschillen. De onderzoekers zagen ook dat de structuur van de buitenzijde sterk verschilt bij verschillende amyloïden. Terwijl de buitenzijde van de een veel delen met bètasheet-structuur bevat, heeft een ander nauwelijks regelmatige stukken. Ook verschillen de animozuren die aan de buitenzijde zitten per fibril. De rommelige buitenzijde van de ophoping staat direct in contact met de membranen van omliggende cellen. De structuur speelt hierdoor een essentiële rol in het beschadigen van deze cellen. Zulke beschadigingen komen voor bij patiënten met ziektes zoals diabetes type 2 en Alzheimer.
Volgende stappen
Met de verkregen kennis zal het nu ook mogelijk zijn de structuur van amyloïden te meten die zijn gevormd op de buitenkant van levende cellen. Daarnaast kan de techniek worden ingezet voor het testen van bepaalde geneesmiddelen die amyloïdevorming kunnen voorkomen of de ophopingen kunnen oplossen.
