Patiënten met de ziekte van Alzheimer verliezen tot 60% van een component genaamd plasmalogen uit de membranen van de cellen in hun hersenen, maar het is nog steeds niet bekend hoe of waarom. In een paper dat in het nummer van 1 juni van het Tijdschrift voor biologische chemie , onderzoekers van de Washington University in St. Louis leveren het eerste rapport van een enzym dat plasmalogenen afbreekt, een doorbraak in het begrijpen van de moleculaire processen die plaatsvinden tijdens de ziekte van Alzheimer en andere ziekten.

Plasmalogenen zijn bijzonder overvloedig aanwezig in het hart en de hersenen, waar ze betrokken zijn bij het structureren van celmembranen en het mediëren van signalen. Plasmalogenen zijn fosfolipiden gedefinieerd door een bepaalde chemische binding, een vinyletherbinding genoemd. Vanwege de technische moeilijkheden bij het bestuderen van plasmalogenen, echter, veel aspecten van hun biologie zijn onbekend, inclusief hoe de vinyl-etherbinding wordt verbroken om plasmalogenen in cellen af ​​te breken.

"Deze moleculen, plasmalogenen, onder het tapijt zijn geveegd omdat niemand er graag aan denkt, " zei Richard Gross, de professor aan de Washington University die toezicht hield op de nieuwe studie. "(Ze zijn) moeilijk om mee te werken. Ze zijn gevoelig voor licht, ze zijn alleen stabiel in bepaalde oplosmiddelen, ze hebben een beperkte levensduur nadat ze zijn gesynthetiseerd, tenzij extreme voorzorgsmaatregelen worden genomen, en ze zijn duur om te maken en te synthetiseren."

In de nieuwe studie Het team van Gross voerde nauwgezette experimenten uit om het ongrijpbare mechanisme te vinden waarmee plasmalogenen enzymatisch worden afgebroken. Cytochroom c wordt meestal aangetroffen in mitochondriën waar het elektronentransport vergemakkelijkt, maar het wordt onder stressvolle omstandigheden in de cel vrijgegeven. Het team van Gross toonde aan dat cytochroom c dat vrijkomt uit de mitochondriën de afbraak van plasmalogenen in de cel kan katalyseren. Verder, de producten van deze reactie zijn twee verschillende lipide-signaleringsmoleculen waarvan voorheen niet bekend was dat ze afkomstig waren van afbraak van plasmalogen.

"Dat was iets dat ons verbaasde, Gross zei over de signaleringsproducten. "Het tweede dat ons verraste was het gemak (waarmee de binding wordt verbroken) ... De implicatie is dat er waarschijnlijk veel plasmalogen (afbraak) plaatsvindt in omstandigheden van oxidatieve stress." De resultaten sluiten aan bij een andere observatie over de hersencellen van Alzheimerpatiënten, dat is dat ze vaak disfunctionele mitochondriën hebben en een resulterende afgifte van cytochroom c. Gross is nu geïnteresseerd om dieper in te gaan op hoe en waarom plasmalogenverlies optreedt bij Alzheimerpatiënten, vooral degenen die de ziekte op oudere leeftijd ontwikkelen, niet te wijten aan familiale mutaties. Gross speculeert dat naarmate mensen ouder worden, de accumulatie van reactieve zuurstofsoorten leidt tot cytochroom c-afgifte, activering van de peroxidase-activiteit en afbraak van plasmalogen in veel membranen.

De resultaten hebben ook implicaties voor het begrijpen van aandoeningen in het hart en andere plasmalogen-rijke weefsels, integratie van studies van mitochondriën, celmembranen en celsignalering onder stressvolle omstandigheden.

"Dit is als een kwantumsprong in de toekomst, ' zei Gros.