De fruitvlieg helpt het wetenschappelijk onderzoek naar Parkinson vooruit

Wetenschappers aan het woord:

“Met fruitvliegjes willen we nieuwe pistes ontdekken om parkinson te behandelen.”

Er  zijn veel genen geïdentificeerd die leiden tot erfelijke vormen van parkinson, zoals bijvoorbeeld LRRK2, PINK1 en Parkine. Voor de meeste van die genen bestaat er een verwant gen in de fruitvlieg, dit is meteen de reden waarom we fruitvliegjes kunnen inzetten om parkinson te bestuderen. We doen dit door specifieke genen van een fruitvlieg te veranderen, en daarna het effect op de vliegjes te bestuderen. Gedragen ze zich anders dan normale fruitvliegjes? Op die manier hebben we vliegjes gemaakt met symptomen die te vergelijken zijn met die van parkinson.

We willen onderzoeken of we iets aan deze symptomen kunnen doen door de omstandigheden van de gewijzigde vliegjes te veranderen. Als we hierin slagen, opent dit perspectieven voor de behandeling van parkinson. 

In ons labo hebben we de technologie verbeterd om fruitvliegjes genetisch te wijzigen. Dit laat ons toe om de genetische wijzigingen die tot parkinson leiden, te begrijpen. Als we de afzonderlijke fouten kunnen blootleggen, kan dit misschien leiden tot behandelingen op maat voor erfelijke vormen van parkinson. Afhankelijk van de fout die aan de oorzaak ligt, zou een patiënt een aangepaste therapie kunnen krijgen. We zijn ervan overtuigd dat dit een belangrijke stap voorwaarts zou kunnen betekenen voor de behandeling van parkinson.

Sven Vilain, postdoctoraal onderzoeker VIB-KU Leuven

“We kunnen de ziekte van Parkinson nabootsen in fruitvliegjes. Door deze vliegjes te bestuderen, kunnen we zoeken naar nieuwe behandelingen voor parkinson.”

In doe onderzoek naar de functie van Parkine, een eiwit dat geassocieerd wordt met parkinson. Hiervoor werk ik met fruitvliegjes die geen Parkine kunnen aanmaken. Deze vliegjes hebben verschillende eigenschappen die typisch zijn voor parkinson. Met behulp van de vliegjes zonder Parkine, zoek ik nieuwe eiwitten die een rol spelen in parkinson. Ik hoop dat dit kan leiden tot nieuwe pistes voor de behandeling van parkinson.

Jorge Valadas, doctoraatsstudent VIB-KU Leuven

“Ik hoop dat ons onderzoek zal helpen om de mechanismen in de voortdurende aftakeling van hersencellen bij parkinson te begrijpen én te controleren.”

Ik onderzoek de relatie tussen metabole (stofwisselings-)processen in hersencellen en parkinson. Deze metabole processen zijn heel belangrijk voor het overleven en functioneren van hersencellen. Bij parkinsonpatiënten blijken deze processen ontregeld te worden, maar het is niet duidelijk waarom en hoe dit de hersencellen beïnvloedt. Met behulp van fruitvliegjes proberen we een antwoord op deze vragen te vinden. Fruitvliegjes zijn al vaker met succes gebruikt om de mechanismen van hersenaandoeningen te ontrafelen.

Sandra Soukup, postdoctoraal onderzoeker VIB-KU Leuven

Recente onderzoeksresultaten:

Op zoek naar de oorsprong van slaapdefecten in de ziekte van Parkinson

Slaapdefecten komen veelvuldig voor bij mensen die lijden aan de ziekte van Parkinson. Deze niet motorische symptomen starten vaak lang vooraleer de typische motorische problemen optreden, maar naar de ontstaansmechanismen hiervan blijft het in het duister tasten. 

Om de oorsprong van slaapdefecten bij parkinson te kunnen achterhalen in de hersenen is het noodzakelijk om toegang te hebben tot een diermodel waar we verregaande manipulaties kunnen uitvoeren. Het team van prof. Patrik Verstreken (VIB-KU Leuven) heeft recent aangetoond dat fruitvliegen met genetische afwijkingen, identiek aan diegene die bij sommige parkinson patiënten worden vastgesteld, ook slaapdefecten vertonen. Deze slaapproblemen zijn gelijkaardig aan de slaapdefecten die men ook bij patiënten vaststelt, bijvoorbeeld kortstondige en frequente ontwaking ’s nachts of het moeilijk anticiperen wanneer het ochtend wordt. Eerder onderzoek van verschillende laboratoria heeft al aangetoond dat de mechanismen die aan de basis van het induceren en het aanhouden van de slaap ’s nachts bij fruitvliegen en bij mensen volgens heel gelijkaardige mechanismen verloopt.

De specifieke defecten ter hoogte van ‘slaap-hersencellen’ die ‘neuropeptiden' vrijzetten die zich voordoen bij vliegjes kunnen we nu ook ongedaan maken. Met andere woorden, we kunnen de Parkinson vliegen terug rustig laten slapen door de defecten in deze hersencellen te onderdrukken. De volgende stap is nu om na te gaan of we hetzelfde kunnen doen in menselijke cellen. Dit onderzoek kunnen we nu aanvatten, mede dankzij de ondersteuning van de Vlaamse Parkinson Liga.

 

Steun
Voor dit onderzoek reikte de Vlaamse Parkinson Liga op de werelddag op 23 april 20.000€ uit aan professor Patrik Verstreken. Deze financiële ondersteuning is essentieel om het parkinson onderzoek vooruit te helpen.

PATRIK VERSTREKEN:
"We hopen dat ons werk met fruitvliegen relevant is om te begrijpen wat de onderliggende redenen zijn voor de slaapdefecten bij mensen met Parkinson."


 

Nieuw mogelijk therapeutisch doelwit ontdekt via onderzoek in fruitvliegjes

Via testen op fruitvliegjes kwam een internationaal onderzoeksteam onder leiding van prof. Patrik Verstreken (VIB-KU Leuven) tot nieuwe inzichten over de rol van cellulaire energie productie in de ontwikkeling van parkinson. Een zeldzame vorm van erfelijke parkinson wordt veroorzaakt door een genetisch defect in het PINK1 gen. Dit defect vermindert het aantal lipiden in de mitochondriën, de energiecentrales van de cel, wat zorgt voor verminderde energieproductie. Verrassend genoeg kan FASN, een eiwit dat zich buiten die mitochondriën bevindt, dat defect beïnvloeden. Door FASN te blokkeren, werden opnieuw meer van de juiste lipiden aangemaakt en dat ging de afbraak van de hersencellen tegen.

De link werd geïdentificeerd in fruitvliegen, maar werd ook bevestigd in muizen en menselijke cellen. In alle gevallen had FASN een grote invloed op de werking van de mitochondriën.

Van onderzoek naar behandeling

Dit onderzoek is een essentiële eerste stap, maar in vervolgstudies zal het team van prof. Verstreken nog enkele belangrijke vragen uitgebreider bestuderen. Prof. Verstreken: “Voor we nieuwe therapieën kunnen ontwikkelen, zullen we de link tussen lipiden en de vroege, erfelijke vorm van Parkinson duidelijk in kaart brengen. Bovendien hebben we nu wel het positieve effect van lipiden op mitochondriën van menselijke cellen aangetoond, maar in een volgende fase moeten we die link ook op deze Parkinsonpatiënten testen.”

Toch zijn deze nieuwe inzichten erg veel belovend. Er zijn namelijk al medicijnen in ontwikkeling om FASN te blokkeren. Dit eiwit speelt namelijk ook een rol in kankeronderzoek en -behandeling. Die medicijnen zijn al vaak gebruikt in klinische studies. Dankzij dit onderzoek kunnen we ze nu ook testen in de context van Parkinson.

 

Publicatie
Cardiolipin promotes electron transport between ubiquinone and Complex-I to rescue PINK1-deficiency,
Melissa Vos, Ann Geens, Claudia Böhm, Liesbeth Deaulmerie, Jef Swerts, Matteo Rossi, Katleen Craessaerts, Elvira P. Leites, Philip Seibler, Aleksandar Rakovic, Thora Lohnau, Bart De Strooper, Sarah-Maria Fendt, Vanessa A. Morais, Christine Klein & Patrik Verstreken. Journal of Cell Biology 2017

MELISSA VOS:
"Wij werken met vliegjes met symptomen gelijkaardig aan parkinson. Door de energieproductie in deze vliegjes te vergroten, proberen we de parkinsonsymptomen tegen te werken. Dit zou een nieuwe strategie kunnen zijn in de strijd tegen parkinson."

X