Zenuwsignaal beschermt cellen bij oxidatieve stress
Als cellen te maken krijgen met schadelijke stoffen zoals vrije radicalen, schakel je normaal gesproken beschermingsprogramma’s in. Maar wie geeft het sein? Nieuw onderzoek in de rondworm wijst naar het zenuwstelsel.
Oxidatieve stress treedt op als cellen meer beschadigende moleculen (vrije radicalen, ook wel reactieve zuurstofsoorten of ROS) produceren dan ze kunnen neutraliseren. Het speelt een rol bij veroudering en bij neurodegeneratieve ziekten. Tot nu was het onduidelijk hoe het lichaam als geheel zo’n bedreiging coördineert, voorbij wat individuele cellen zelf kunnen doen.
In de modelorganisme Caenorhabditis elegans (een kleine rondworm die breed wordt ingezet in verouderingsonderzoek) ontdekten de onderzoekers dat acetylcholine, een neurotransmitter die zenuwcellen gebruiken om te communiceren, een cruciale rol speelt in de bescherming van het hele organisme. Wormen zonder acetylcholine waren aanzienlijk gevoeliger voor aanhoudende oxidatieve stress dan normale exemplaren.
Muscarine-receptor als schakelaar
Het team identificeerde een specifieke receptor: GAR-3, een muscarinerge acetylcholinereceptor (een type receptor op celoppervlakken die het signaal van acetylcholine opvangt). Wanneer die receptor niet functioneerde, slaagden wormen er niet in hun eiwitafbraakprocessen op te schalen onder stress. Het proteasoom (het cellulaire systeem dat beschadigde eiwitten opruimt) werd niet geactiveerd. Die schakel bleek cruciaal: zonder verhoogde eiwitafbraak stapelen beschadigde eiwitten op, wat de cel kwetsbaarder maakt.
Wanneer de onderzoekers GAR-3 juist extra tot expressie brachten in motorische zenuwcellen, overleefden de wormen langer onder chronische oxidatieve stress.
Verbinding met neurodegeneratieve ziekten
De studie, gepubliceerd in eLife, legt een link tussen verstoord cholinerge signalering en verhoogde kwetsbaarheid voor oxidatieve schade. Dat is relevant voor neurodegeneratieve aandoeningen zoals de ziekte van Alzheimer en Parkinson, waarbij cholinerg signaalverlies en oxidatieve stress beide een rol spelen. De bevindingen zijn voorlopig en beperkt tot een diermodel, maar ze bieden een concreet aanknopingspunt voor verder onderzoek naar hoe het zenuwstelsel celreparatie coördineert.