Parkinson

1. 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

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

3. 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

4. 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)

5. 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 → Besluit: α-synucleïnegen wordt tot expressie gebracht

6. 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: Nogvóór dit artikel: Spillantinini & GoedertBevestiging van α-synucleïne in Lewy bodies (citatie index: 1118)

7. 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

8. Figuur 1:

9. 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

10. Figuur 2:

11. Figuur 2:

12. 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:

13. 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:

14. ‘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.

15. Figuur 3:

16. 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)

17. Figuur 4:

18. 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

19. Figuur 5:

20. 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.

21. Kritische Bespreking Positieve aspecten • Substantia nigra, hippocampus en cingulate cortex v DLB patiënten ensubstantia 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.

22. 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

23. 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.

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

25. 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