Parkinson “α-Synuclein in filamentous inclusions of Lewy bodies from Parkinson’s disease an dementia with Lewy bodies” Spillantini MG, Crowther RA, Jakes R, Hasegawa M, Goedert M

Indeling Context en vraagstelling Resultaten en besluit Kritische bespreking Algemene waardering Onthaal in de onderzoekswereld

Context en vraagstelling 2 typische kenmerken v PD: - verlies v dopaminerge neuronen - Lewy bodies & Lewy neurieten Lewy Bodies - 1912: F. Lewy - 2 typen: klassiek corticaal - in beide types komen filamenten voor Uitganspunt vh artikel: biochemische compositie vd filamenten in Lewie bodies

Onderzoek naar genetische oorzaken v PD: Begin jaren ’90 op 3 domeinen 1. mitochondrale defecten & energiemetabolisme problemen 2. mutaties opsporen (genoomscans) 3. drugmetaboliserende enzymen Resultaten: - 1996: Sommer & Rocca → autosomaal dominante PD veroorzaakt door mutatie in het gen van bepaald proteïne - 1997: Polymeropoulos → mutatie gevonden in α-synucleïnegen (A53T-substitutie)

3 onafhankelijke families met PD bleken alledrie deze A53T mutatie te vertonen → Besluit: verband tss PD en α-synucleïne mRNA (via RT PCR) aangetoond met A53T mutatie α-synucleïnegen wordt tot expressie gebracht

Spillantini’s onderzoek verbindt 2 zaken: 1. onderzoek naar α-synucleïne 2. biochemische samenstelling vd filamenten in Lewy bodies Opm: reeds in1991: Maroteaux & Sheller → verspreiding van SYN-1 (≈ α-synucleïne) komt overéén met verspreiding van Lewy bodies in de hersenen bij PD Opm: Nog vóór dit artikel: Spillantinini & Goedert Bevestiging van α-synucleïne in Lewy bodies (citatie index: 1118)

Antilichamen voor het merken van -synucleïne: Resultaten en besluit Antilichamen voor het merken van -synucleïne: PER1: verworven tegen een synthetisch peptide, corresponderend met AZ’en 11-34 van -synucleïne (herkent geen - of -synucleïne) PER2: verworven tegen een synthetisch peptide corresponderend met AZ’en 116-131 van menselijk -synucleïne (herkent geen - of -synucleïne) PER3: herkent specifiek -synucleïne PER4: herkent zowel - (het carboxylterminaal deel) als -synucleïne, reageert het sterkst met -synucleïne (fig. 1) PER5: herkent enkel -synucleïne

Figuur 1:

Substantia nigra secties v patiënten met DLB Kleuring met PER 1 en 2 (fig 2 A en B) - Grote hoeveelheden Lewy bodies en Lewy neurites aangetoond - Gelijke hoeveelheden reageerden met beide antilichamen Meest kleuring van Lewy bodies in : - neuronaal perikayon - intraneuritisch (fig 2E) - extracellulair

Figuur 2:

Figuur 2:

Hippocampus van patiënten met DLB Kleuring met PER 1 en 2 Sterke kleuring van Lewy neurieten Dezelfde structuren reageerden met beide antilichamen (fig 2 C & D) Figuur 2:

Substantia nigra van patiënten met PD Kleuring met PER 1 en 2 Kleuring van Lewy bodies en Lewy neurites (fig 3 E & F) PER4 levert zelfde resultaat op als met PER 1 en 2 Figuur 3:

‘Double-labeling’immunohistochemie co-lokalisatie van -synucleïne en ubiquitine (fig 3) Meeste Lewy bodies en neurieten waren immunoreactief voor zowel -synucleïne als ubiquitine. Maar -synucleïne kleuring was altijd groter: sommige Lewy bodies en neurieten gekleurd voor -synucleïne, maar niet voor ubiquitine (nooit andersom) -synucleïne antilichamen kleurt halo en kern  ubiquitine kleurt voornamelijk de halo Toekomst: “Immunohistochemische kleuring v -synucleïne” zal “kleuring v ubiquitine” vervangen als de verkozen manier om Lewy bodies en neurieten te identificeren.

Figuur 3:

Cingulate cortex van patiënten met DLB Dmv PER4 antilichamen filamentenstructuren aangetoond: kleine opeenhopingen filamenten + amorfe substantie (fig 4 A,B) enkelvoudige, geïsoleerde filamenten (50 - 700 nm) niet gemerkt door PER4: gepaard & helicaal (fig 4C) gemerkt door PER4: 5 nm, rechtlijnig filament (fig 4D) 10 nm, rechtlijnig filament met centrale lijn die door zwarte bolletjes is aangeduid (goudpartikels) (fig 4E) 5 - 10 nm, opgewonden filament (fig 4F) 10 nm, filament met uitlopers (fig 4 C en G)

Figuur 4:

Opmerkingen: Geen -synucleïne filamenten gevonden in de cingulate cortex vd controlegroep Zowel antilichamen die het amino- (PER1) als het carboxylterminaal deel (PER2 en 4) van -synucleïne herkennen, geven dezelfde kleurpatronen: → aanwezigheid v -synucleïne in haar volledige lengte in Lewy bodies en Lewy neurites. PER4 kleurt filamenten over hun volledige lengte → massale aanwezigheid van de filamenten PER1 (herkent AZ’en 11-34) kleurt de filamenten enkel op 1 plaats, aan 1 uiteinde (1 à 2 gouden partikels waren zichtbaar aan slechts 1 uiteinde van elk filament) (fig 5) → PER1 epitoop ligt begraven in het lichaam vh filament, slecht 1 vrij uiteinde → polaire eig. vd -synucleïne filamenten

Figuur 5:

Besluit: -synucleïne = belangrijke component in de abnormale filamenten waaruit Lewy bodies en Lewy neurites zijn opgebouwd. De ontdekking van mutaties in het -synucleïne gen in sommige familiale gevallen van PD, gecombineerd met de resultaten van dit onderzoek, suggereren dat de aanwezigheid van -synucleïne filamenten de oorzaak kan zijn van zenuwceldood. Idiopathische PD en DLB zouden dus -synucleïnopathies zijn.

Kritische Bespreking Positieve aspecten Substantia nigra, hippocampus en cingulate cortex v DLB patiënten en substantia nigra v PD patiënten Voordelen: diagnose kon met zekerheid worden vastgesteld (post-mortem) menselijke modellen (beter dan diermodellen) zo bleven proefdieren gespaard Nieuwe onderzoeksmethode: staining van α-synucleïne ipv staining van ubiquitine als detectiemiddel van Lewy bodies en neurieten.

Negatieve aspecten Kleinschalig: Slechts 6 gevallen v PD onderzocht Slechts 8 gevallen v DLB onderzocht DLB ≠ PD α-synucleïnefilamenten enkel geëxtraheerd uit de cingulate cortex van DLB patiënten Gebrek aan gegevens bij gebruikt beelmateriaal “Staining van α-synucleïne als nieuwe onderzoeksmethode” → Probleem indien andere vormen v α-synucleïneaccumulatie opduiken

Algemene Waardering Vooral een doorbraak in de medische onderzoekswereld. De ontdekkingen kunnen niet rechtstreeks gebruikt worden als diagnostische test. Klaar en duidelijk geschreven. (uitz: werkwijze van bepaalde experimenten) Verondersteld wordt dat alle experimenten correct zijn uitgevoerd.

Onthaal in Onderzoekswereld Citatie index = 556 Geen artikels die deze resultaten tegenspreken.

Bedankt voor uw aandacht De ziekte van Parkinson: “moleculaire pathogenese en therapeutische strategieën” Groepswerk: Jens Vanbiervliet Michiel Van Den Bossche Elvien Verhoest Mathias Vantornout Mathias Claeys Hannelore Bode