Een samenwerkingsteam onder leiding van onderzoekers van het National Heart, Lung, and Blood Institute (NHLBI) heeft de precieze moleculaire gebeurtenissen opgehelderd die nodig zijn om cholesterol van het oppervlak van cellen naar hun binnenste te transporteren. Dit essentiële proces, bekend als endocytose, wordt verstoord bij een genetische aandoening die familiale hypercholesterolemie wordt genoemd en die leidt tot hoge cholesterolwaarden in het bloed en een verhoogd risico op hartziekten. De bevindingen zouden nieuwe wegen kunnen openen voor de behandeling van deze aandoening en, breder, voor het begrijpen van het cellulaire transport van cholesterol in het algemeen.

"Dit werk is van fundamenteel belang voor ons begrip van de beweging van cholesterol in cellen", zegt Daniel Rader, M.D., directeur van de afdeling intramuraal onderzoek van de NHLBI. "Deze inzichten vormen een belangrijke basis voor het ontwikkelen van nieuwe therapieën voor het voorkomen en behandelen van hartziekten."

Het onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Nature, concentreerde zich op een eiwit genaamd NPC1, dat gemuteerd is bij personen met familiale hypercholesterolemie. NPC1 wordt aangetroffen op het oppervlak van cellen en is essentieel voor de opname van LDL-cholesterol (low-density lipoproteïne), het ‘slechte’ cholesterol dat bijdraagt ​​aan hartziekten als het in hoge concentraties aanwezig is.

Met behulp van een combinatie van biochemische en beeldvormingstechnieken bepaalde het team de precieze stappen die betrokken zijn bij de endocytose van LDL-cholesterol. Ze ontdekten dat NPC1 zich bindt aan LDL-cholesterol op het celoppervlak en vervolgens een reeks conformationele veranderingen ondergaat die leiden tot de vorming van een klein blaasje dat LDL-cholesterol bevat. Dit blaasje wordt vervolgens de cel in getransporteerd, waar het zijn lading cholesterol vrijgeeft.

De onderzoekers identificeerden ook verschillende andere eiwitten die een belangrijke rol spelen bij de endocytose van LDL-cholesterol, waaronder het eiwit clathrin, dat helpt bij de vorming van de kleine blaasjes.

"Onze bevindingen bieden een uitgebreid inzicht in de moleculaire gebeurtenissen die betrokken zijn bij de endocytose van LDL-cholesterol", zegt de hoofdauteur van de studie, Tobias Schmidt, Ph.D., een onderzoekscollega bij de NHLBI's afdeling Intramural Research. "Deze kennis zou de ontwikkeling van nieuwe medicijnen kunnen informeren voor de behandeling van familiale hypercholesterolemie en andere aandoeningen waarbij het cholesteroltransport verstoord is."

Naast het bieden van inzicht in het cholesteroltransport, kunnen de bevindingen bredere implicaties hebben voor het begrijpen van het cellulaire transport van andere moleculen, aangezien de endocytose van LDL-cholesterol verschillende processen omvat die ook worden gebruikt bij het transport van andere moleculen naar cellen.

Het onderzoeksteam bestond uit wetenschappers van de NHLBI, de Universiteit van Californië, San Francisco en het Southwestern Medical Center van de Universiteit van Texas.