M.E.(cvs)-wetenschap

september 13, 2009

N-Glycosylering veranderd bij CVS

Filed under: Celbiologie,Diagnostiek — mewetenschap @ 2:53 pm
Tags: , ,

Glycosylering (het koppelen van één of meerdere suiker-molekulen aan proteïnen) speelt een belangrijke rol in de struktuur en funktie van glycoproteïnen en glycolipiden: suikers hebben vaak een signaal-funktie en sturen eiwitten naar een bepaalde plaats in een cel of een orgaan; suikers bepalen mee de aktiviteit van enzymen, hormonen en cytokinen; suikers dragen bij tot de stabiliteit van de molekulen waaraan ze gehecht zijn en bepalen zo mee de eigenschappen van de weefsels waarin ze overvloedig voorkomen.

Glycosylatie is een belangrijke post-translationale modificatie (aanpassing van een eiwit nadat het werd ‘vertaald’ uit het RNA) van de meeste proteïnen. De toegevoegde oligosacchariden (kleine suiker-molekulen) hebben diverse rollen bij de funktie van proteïnen, naast het feit dat ze specifieke herkenningsmotieven dragen.

Er zijn 2 types: N-glycosylatie (aanhechting van suikers aan het stikstof (N) -atoom aan het aminozuur asparagine in een eiwit) en O-glycosylatie (aanhechting van suikers aan het zuurstof (O) -atoom aan de aminozuren serine of threonine).

Congenitale (erfelijke) defekten van de glycosylering (CDG) worden veroorzaakt door defekten in de synthese van het koolhydraat- of glycaan-gedeelte van glycoproteïnen. Een bepaalde groep spier-dystrofieën bv. worden veroorzaakt door mutaties in glycosylatie-enzymen – defekten in het mechanisme dat suikers toevoegt verstoren de eigenschappen van een proteïne dat kritiek is voor de normale werking van spieren. Glycosylatie kan bij ziekte variëren: sommige observaties bij reumatologische ziekten suggereren bv. een verband tussen of glycosylatie-stoornissen en de ziekte-processen. En therapeutische manipulatie kan de eigenschappen van glycoproteïnen gunstig veranderen.

Een team rond de glycosilatie-experten Axford en Alavi (met o.a. ook Prof Kerr, die publiceerde over gen-expressie bij M.E.) rapporteerde op een congres – (nog) geen publicatie – over de verschillen hieromtrent en de mogelijkheid dit eventueel als merker te gebruiken…

Ann Rheum Dis 2008; 67(Suppl II):250

(abstract gepresenteerd op EULAR – European League Against Rheumatism – conferentie; Parijs, 2008)

Chronic Fatigue Syndrome Patients have Serum N-Glycosylation Changes which may reflect Dolichol Dysfunction

John S. Axford1, Owen P Fraser1, Azita Alavi1, Edward Tarelli2, Jonathan R. Kerr1

1Cellular and Molecular Medicine, 2Medical Biomics Centre; St George’s University London, London, United Kingdom

Achtergrond: Chronische Vermoeidheid Syndroom (CVS) wordt gekenmerkt door een ernstige, invaliderende vermoeidheid die ten minste 6 maanden aanhoudt alsook door talrijke andere musculaire, infektueuze en neuropsychiatrische symptomen en slaap-stoornissen. Er wordt aangenomen dat CVS wereldwijd een prevalentie van 0,4-1% heeft […]. De diagnose is gebaseerd op klinische criteria en is doorslaggevend afhankelijk van uitsluiting van andere fysieke en psychiatrische aandoeningen. Studies naar de pathogenese hebben abnormaliteiten van het immuunsysteem en chronische immuun-aktivatie blootgelegd; dysfunktie van de hypothalamus-hypofyse-bijnier (HPA) as, hersen-abnormaliteiten en bewijsmateriaal voor aanvallen van buitenaf, bv. verscheidene infekties (Epstein-Barr virus, enterovirussen, parvovirus B19, Coxiella burnetii en Chlamydia pneumoniae), vaccinaties en blootstelling aan organofosfaten en andere toxinen. Een rapport over dysfunktie van het isoprenoid mechanisme bij CVS [zie: ‘Dysfunktie van het Isoprenoid Systeem bij M.E.(cvs)’] toonde een toename in dolichol-waarden, koolhydraten-residuen van glycoproteïnen, glycolipiden, totale/individuele glycosaminoglycaan-frakties [Glycosaminoglycanen (GAG’s) zijn lange overtakte polysaccharide-ketens bestaande uit herhaalde disachariden (twee monomere suikers aan elkaar gekoppeld)] en lysosomale enzymen [Het lysosoom is een sub-cellulair partikel in het cytoplasma waar lysosomale enzymen cellulair ‘afval’ afbreken, zodat de afbraakprodukten hergebruikt of veilig uitgescheiden kunnen worden.] bij CVS.

Doelstellingen: Analyseren van veranderingen in totaal serum N-glycosylatie bij CVS-patiënten vergeleken met gezonde controles.

Methode: N-glycanen werden enzymatisch geëxtraheerd uit serum-glycoproteïnen […], dan geïsoleerd en gezuiverd […]. De geëxtraheerde serum N-glycanen werden geanalyseerd d.m.v. ‘High Performance Anion Exchange Chromatography – Pulse Amperometric Detection’ (HPAEC-PAD) en ‘Matrix Assisted Laser Desorption/Ionisation Time of Flight Mass Spectrometry’ (MALDI-TOF MS) [zeer complexe en dure analyse-methoden].

Resultaten: Er werden veranderingen qua N-glycosylatie geobserveerd wanneer CVS sera (n=20) werden vergeleken met die verkregen van gezonde controles (n=20). Er was een daling van het relatief percentage strukturen zonder gebonden galactose [een bepaald monosaccharide, basis-vorm van koolhydraten] (p=0.016) en met één galactose (p=0.016), en een stijging van het percentage strukturen met één gebonden siaalzuur-molekule [Siaalzuur – een monosaccharide – is een term voor de N- of O- gesubstitueerde afgeleiden van neuraminezuur; ook de naam voor het voornaamste lid van deze groep: N-acetylneuraminezuur (Neu5Ac of NANA). Neu5Ac bindt normaal gesproken aan verschillende suiker-achtige moleculen op de membraan van cellen – mucoproteïnen en glycoproteïnen. Hiermee kunnen de cellen chemische signalen doorgeven en zich binden aan weefsels waar ze horen te binden. Zie ook: ‘Identifikatie en behandeling van symptomen geassocieerd met inflammatie’: een merker voor de acute fase van inflammatie.] (p=0.0002) en twee siaalzuur-molekulen (p=0.006) bij het vergelijken van de totale N-glycanen in het serum van CVS-patiënten met die van gezonde controles.

Besluit: Er zijn duidelijke verschillen qua N-glycosylatie van serum-glycoproteïnen bij CVS-patiënten. Deze verschillen zouden verband kunnen houden met de veranderde dolichol-waarden (wat van vitaal belang is voor N-glycosylatie van proteïnen en proteïne-verwerking) die geobserveerd werden bij CVS-patiënten. Deze veranderingen qua N-glycosylatie kan nuttig zijn bij het identificeren van biomerkers om de diagnose van CVS te helpen alsook bij de ontwikkeling van behandeling-monitoring bij CVS.

Commentaar door Prof. Dr. Guido Van Dessel (Dept. of Veterinary Sciences, University of Antwerp):

Volgende puntjes wil ik wel benadrukken:

1. Verwijzend naar de publicatie van Kurup et al. [zie ‘Dysfunktie van het Isoprenoid Systeem bij M.E.(cvs)’] kan niet gezegd worden dat de dolichol-verhoging te wijten is aan een stijging van het gehalte aan vrij dolichol of aan een stijging van alle (of één bepaalde) vorm van dolichol (dol-P-suiker, dol-PP, dol-PP-oligosacchariden) [P staat voor een fosfaat-groep]. Voor de glycosylering van eiwitten is dol-P nodig. Deze wordt normaal teruggewonnen in een dolichol-cyclus en niet nieuw vanuit dolichol aangemaakt. Een dolichol-dysfunktie moet waarschijnlijk dan ook gezien worden als een dysfunktie van een of meerdere enzymen die dol-P omzetten naar het eindproduct dol-PP-oligosacchariden dat vervolgens via een oligosacchariden-transferase zijn oligosacchariden-deel dan overdraagt op een eiwit (N-glycosylering). Indien één van deze katalysatoren deficiënt is, gebeurt er geen (of volgens sommigen een onvolledige glycosylering) van o.a. immunoglobulinen. Dit oligosacchariden-gedeelte bevat geen galactose noch siaalzuur. Beide suikers worden bij de verdere verwerking van het gevormde glycoproteïne aangehecht. Ook hier kan iets fout gaan.

2. Verhoging van dolichol-gehalte waarop Axford zich baseert: Na controle van meerdere onderzoeksrapporten over dolichol in bloed is de waarde van Kurup aan de hoge kant. Normaal 120 ng/ml; bij lysosomale ziekten x2. Bij Kurup 390 ng/ml; bij CVS 700 ng/ml dus x2.

3. N-glycoproteïnen die minder galactose bevatten moeten ook minder siaalzuur bevatten daar siaalzuur enkel bindt op een galactose of op een ander reeds gebonden siaalzuur.

4. Dat een dolichol-stijging de veranderde N-glycosylering zou verklaren acht ik weinig waarschijnlijk (tot het tegendeel bewezen is natuurlijk). Ik denk eerder aan en verstoring van het glycosylering-proces vertrekkende van dolichol-modifikatie tot en met de processing van het nieuwe N-glycoproteïne, een proces dat in het endoplasmatisch reticulum gebeurt.

————————-

De ‘Dubbo Infection Outcomes Study Group’ (Lloyd, Reeves, Vernon,…) rapporteerde in het artikel ‘Gene Expression Correlates of Post-infective Fatigue Syndrome after Infectious Mononucleosis’ (2007) over een aantal genen die geassocieerd bleken bij het ‘post-infektueuze vermoeidheid syndroom’. Eén van de 35 genen was ‘LEM domain containing 3’ (LEMD3; coderend voor een proteïne van het binnenste kern-membraan) dat betrokken is bij o.a. de glycosylering van N-gebonden oligosacchariden bij zoogdieren…

Wordt vervolgd ???

Geef een reactie »

Nog geen reacties

RSS feed for comments on this post. TrackBack URI

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s

Maak een gratis website of blog op WordPress.com.

%d bloggers op de volgende wijze: