Guido Bommer ontvangt de burggravin de Spoelberch-prijs

De ziekte van Parkinson is een frequente neurodegeneratieve ziekte, maar men verstaat nog niet hoe de ziekte ontstaat. Recent ontdekten we dat een erfelijke vorm van de ziekte wordt veroorzaakt door schade vanuit het suikermetabolisme aan diverse celstructuren. Momenteel trachten we te begrijpen hoe deze schade tot de ziekte van Parkinson zou kunnen leiden.

Het ontstaan van de ziekte van Parkinson is onduidelijk

De ziekte van Parkinson is een progressieve neurodegeneratieve aandoening die ernstige symptomen veroorzaakt. Men weet dat bepaalde hersencellen afsterven en bepaalde eiwitten in de hersenen neerslaan, maar waarom weet men niet. Men vermoedt dat dit het gevolg is van de opstapeling van moleculaire schade in de loop van het leven, maar de precieze aard van deze schade was tot nu toe niet duidelijk.

Het PARK7-gen is geïnactiveerd in zeldzame erfelijke gevallen van Parkinson op jonge leeftijd. Het functie van dit gen bleef een raadsel

De ziekte van Parkinson begint meestal na 55 jaar, maar in sommige gevallen beginnen de symptomen op veel jongere leeftijd. Deze gevallen kunnen veroorzaakt worden door een erfelijke inactivering van bepaalde genen. Een van deze genen heet PARK7, en produceert het PARK7-enzym. De functie van dit enzym bleef onbekend, ondanks meer dan 2000 publicaties over dit onderwerp.

PARK7 beschermt cellen tegen schade vanuit het suikermetabolisme

Recent ontdekten we PARK7 ons beschermt tegen schade vanuit het suikermetabolisme. De suiker glucose wordt continu in onze cellen afgebroken om ze van energie te voorzien. Vooral hersencellen zijn sterk afhankelijk van glucose voor hun energiebehoeften. Glucose wordt in verschillende tussenstappen afgebroken tot steeds kleinere deeltjes. Een van deze deeltjes (1,3-bisfosfoglyceraat) kan zich echter spontaan omvormen tot een zeer reactieve stof (cyclisch 1,3-fosfoglyceraat) die nooit eerder beschreven is. Deze reactieve stof kan metabolieten en eiwitten (de werkpaardjes van onze cellen) beschadigen. Onze tweede ontdekking is dat PARK7 deze reactieve stof kan vernietigen en deze schade voorkomen. De functie van PARK7 werd doorheen de evolutie goed bewaard, aangezien het inactiveren van PARK7 in vliegen, muizen en menselijke cellen tot gelijkaardige schade leidt. Bovendien kan de functie van PARK7 in menselijke cellen worden vervangen door het overeenkomstige enzym uit gist of uit bacteriën.

Waarom is dit belangrijk?

We ontdekten een nieuw type schade dat in zowel elke cel van elk organisme wordt gevormd, en dat door het PARK7 enzym voorkomen kan worden. Deze vondst zou kunnen leiden tot farmacologische of dieetkundige behandelingen voor patiënten met erfelijke PARK7-inactivering. Bovendien zou de schade die PARK7 voorkomt, ook een rol kunnen spelen in een grotere groep ziektegevallen. PARK7 wordt immers gemakkelijk beschadigd door oxidatieve stress. In dergelijke gevallen zou hetzelfde type schade opstapelen als in erfelijke gevallen. Geneesmiddelen en diëten die bij de erfelijke vorm nuttig zijn, zouden deze patiënten ook kunnen helpen. We ontdekten dat een stof uit de glycolyse (de belangrijkste afbraakweg voor suikers) schade veroorzaakt die waarschijnlijk tot de ziekte van Parkinson leidt. Het is zeldzaam dat er nog nieuwe aspecten worden ontdekt van de meest fundamentele metabole wegen. Nog zeldzamer is het dat deze vondsten directe implicaties hebben voor een menselijke ziekte.

Artikel over dit onderzoek

Parkinson's disease protein PARK7 prevents metabolite and protein damage caused by a glycolytic metabolite.
Heremans IP, Caligiore F, Gerin I, Bury M, Lutz M, Graff J, Stroobant V, Vertommen D, Teleman AA, Van Schaftingen E & Bommer GT
PNAS (2022) 119(4): e2111338119