Wanneer bèta-amyloïden samenklonteren, loopt de temperatuur in individuele cellen op, zo tonen onderzoekers aan.

Alzheimer is een tamelijk ongrijpbare ziekte; hoewel naar schatting wereldwijd 44 miljoen mensen met Alzheimer te maken hebben, is de ziekte nog altijd lastig te diagnosticeren en zijn er nog altijd geen effectieve behandelingen. Dat komt ook doordat wetenschappers maar geen grip krijgen op de oorzaken van Alzheimer. Studies hebben wel uitgewezen dat bèta-amyloïden en tau-eiwitten een sleutelrol spelen; ze klonteren samen in het brein en vormen zo zogenoemde ‘aggregaten’. Deze aggregaten zorgen ervoor dat hersencellen afsterven en het brein krimpt en dat resulteert weer in geheugenverlies en persoonlijkheidsveranderingen. Maar wat er nu precies voor zorgt dat bèta-amyloïden gaan samenklonteren, is nog altijd onduidelijk.

Nieuwe inzichten
Een nieuw onderzoek – verschenen in het blad Journal of the American Chemical Society – heeft zeker niet alle antwoorden op de openstaande vragen omtrent Alzheimer. Maar het geeft wel nieuwe inzichten in wat er in een door Alzheimer getroffen brein gebeurt. Zo tonen de onderzoekers voor het eerst aan de hand van levende cellen aan dat een samenklontering van bèta-amyloïden tot een temperatuurverandering binnen individuele cellen leidt.

Het experiment
De onderzoekers voegden bèta-amyloïden toe aan menselijke cellijnen en maten ondertussen de temperatuur in de menselijke cellen met behulp van heel kleine temperatuursensoren die ook wel FTPs (Fluorescent Polymeric Thermometers) worden genoemd. Zodra de bèta-amyloïden zogenoemde fibrillen – draadachtige eiwitklonters – begonnen te vormen, zagen de onderzoekers de temperatuur in de cellen oplopen. “Wij geloven dat wanneer er een onbalans in cellen is, bijvoorbeeld wanneer de concentratie bèta-amyloïden iets te hoog is en de bèta-amyloïden zich beginnen op te hopen, de cellulaire temperatuur toeneemt,” vertelt onderzoeker Chyi Wei Chung. “Oververhitting van een cel is als het bakken van een ei,” stelt onderzoeker Kaminski Schierle. “Terwijl de temperatuur oploopt, klonteren de eiwitten samen en zijn ze niet langer functioneel.”

Domino
De temperatuurverandering is te herleiden naar de fibrillen, zo tonen de onderzoekers aan. “Wanneer de fibrillen langer worden, geven ze energie af in de vorm van hitte,” legt Schierle uit. En die hitte kan weleens een domino-effect hebben. Want de hitte die de samenklonterende bèta-amyloïden afgeven, kan ervoor zorgen dat andere, gezonde bèta-amyloïden ook gaan samenklonteren. En zo ontstaan er nog meer – voor het brein schadelijke – aggregaten. “De samenklontering van bèta-amyloïden vereist behoorlijk wat energie,” stelt Schierle. “Maar als de samenklontering eenmaal op gang komt, gaat het steeds sneller en komt er meer hitte vrij, waardoor nog meer aggregaten gevormd kunnen worden.” Chung: “En zodra die aggregaten ‘af’ zijn, kunnen ze de cel verlaten en opgenomen worden door naburige cellen en gezonde bèta-amyloïden in die cellen infecteren.”

Maar wellicht staan we niet helemaal machteloos en is het mogelijk dat domino-effect een halt toe te roepen. De onderzoekers tonen namelijk – opnieuw met behulp van menselijke cellijnen – aan dat een stofje dat de samenklontering van bèta-amyloïden tegengaat er ook voor kan zorgen dat de temperatuur in individuele cellen terugloopt. Het suggereert voorzichtig dat het stofje ingezet kan worden om Alzheimer te behandelen, maar meer onderzoek en klinische studies zijn nodig om dat te bevestigen.

In dat toekomstige onderzoek naar deze, maar ook andere potentiële behandelmethodes tegen Alzheimer kan het meten van de cellulaire temperatuur van pas komen. Een temperatuurstijging kan immers verraden dat eiwitten samenklonteren en op vergelijkbare wijze kan een stabiele cellulaire temperatuur onthullen dat een potentiële behandelmethode een dergelijke samenklontering met succes weet te voorkomen. Daarnaast kunnen metingen van de temperatuur van cellen in de toekomst wellicht ook worden gebruikt bij het diagnosticeren van Alzheimer en andere neurodegeneratieve aandoeningen.