Artikelen

Real life stapelen

Branche: Live cell imaging | Auteur: Floor van Heesch | Publicatiedatum:

Bij stapelingsziektes als huntington, alzheimer en parkinson sterven neuronen af
omdat ze bepaalde eiwitten niet meer kunnen opruimen. Hoe helpt live cell imaging in de zoektocht naar een medicijn?

Dit artikel verscheen in Medicines 5 2014

Het principe van live cell imaging klinkt relatief eenvoudig. Je neemt levende cellen en plakt aan het eiwit van interesse een fluorescerend label, waardoor je het eiwit op zijn route door de cel kunt volgen. Een belangrijke toepassing vormen merkers die fluoresceren zodra een enzym op het gelabelde eiwit inwerkt. De fluorescentie, zichtbaar onder de microscoop, verraadt dan of en waar het enzym actief is. Dit maakt live cell imaging bruikbaar in de zoektocht naar geneesmiddelen tegen eiwitstapelingsziektes als huntington, alzheimer en parkinson.

Microaggregaten

Medisch bioloog Eric Reits, werkzaam bij het AMC, ontwikkelde een assay waarmee hij in levende cellen de eiwitklontering bij de ziekte van Huntington kan onderzoeken. “Hiervoor hebben we een fragment van het ziektegerelateerde eiwit, mutant huntingtin, gekoppeld aan een fluorofoor en tot expressie gebracht in een neuronale cellijn”, vertelt Reits. “Als je de synthese van het ziektegerelateerde eiwit aanzet, kleurt die groen. Daardoor kun je precies zien waar in de cel de ophopingen plaatsvinden.”

Binnenkort gaat de farmaceutische industrie aan de slag met het geoctrooieerde assay. Door er een bibliotheek van 50.000 tot 100.000 medicijnen op los te laten, kun je bekijken of toevoeging van een compound leidt tot afname in groene kleur in de well en daarmee tot afbraak van het ziektegerelateerde eiwit. Uiteindelijk hoopt Reits een stof te vinden die de eiwitten afbreekt nog voordat ze gaan klonteren. “Anders ben je eigenlijk al te laat”, vertelt hij. “Juist de onzichtbare microaggregaten zijn heel toxisch voor de cel.”

Vesiculair transport

Judith Klumperman, hoogleraar celbiologie aan het UMC Utrecht, gebruikt live cell imaging om uit te zoeken hoe ze de compositie van lysosomen, de afvalverwerkers van de cel, kan reguleren. Onlangs ontdekte ze een vesiculaire transportroute van eiwitten die belangrijk zijn om het lysosoom intact te houden. “Het is bekend dat een mutatie in zo een eiwit leidt tot Parkinson”, zegt Klumperman. “Dit fundamentele onderzoek geeft ons veel nieuwe aangrijpingspunten voor medicijnonderzoek.”

'De complexe werkelijkheid beïnvloedt de medicijnwerking'

Momenteel schrijft Klumperman subsidievoorstellen om een drug screen op te zetten. Ze wil medicijnen vinden die de door haar ontdekte vesiculaire route ­activeren. Klumperman: “Als we stoffen vinden die de verschillende vesculaire transportroutes remmen en activeren, kunnen we heel subtiel ingrijpen in de compositie van het lysosoom. Stapelingsziektes behandelen door middel van die finetuning is een volledig nieuw concept.” In tegenstelling tot Reits kleurt ze daarom niet het eiwit dat zich opstapelt aan, maar de eiwitten die belangrijk zijn voor de afbraakprocessen in het lysosoom. De compounds verkrijgt Klumperman uit de Cell Screening Core van het UMC Utrecht.

Dynamiek

Veel onderzoekers testen medicijnen in eerste instantie in een reageerbuis, waarbij ze alleen medicijn, substraat en enzym bij elkaar brengen. “Dit is totaal niet te vergelijken met levende cellen”, zegt Reits. “De afbraak van eiwitten gaat daarin honderd keer sneller dan in een reageerbuis. Ook heeft de complexe werkelijkheid invloed op de medicijnwerking. Zo kan een medicijn dat in een reageerbuistest heel effectief lijkt, toxisch zijn voor de cel.” Dit laatste is met live cell imaging goed zichtbaar te maken, je ziet dan het aantal cellen afnemen. Reits’ onderzoeksgroep slaat de reageerbuistesten daarom vaak over. Klumperman deelt de mening van Reits: “Lysosomen maken contact met andere celorganellen. Die dynamiek draagt bij aan het functioneren van de cel en dat kun je alleen oppakken door de cellen zelf te onderzoeken.”

Onderwerpen
Deel deze pagina
Aanmelden nieuwsbrief

Meld je nu aan voor de Medicines nieuwsbrief.

Abonneer je nu!

Betabanen

Adverteren

Uw producten of vacatures in Medicines of op medicinesonline.nl? 
Meer informatie

Word abonnee!

Neem nu een abonnement en ontvang vijf keer per jaar het vakblad voor onafhankelijk geneesmiddelenonderzoek.

Sluit nu een abonnement af!