Bron: Science Daily | Methode: Herschreven
Origineel: “Scientists uncover a hidden protein behind deadly mystery diseases”
Scientists discovered that the protein RPA plays a critical and previously unconfirmed role in stimulating telomerase to maintain long, healthy telomeres. When RPA malfunctions, telomeres can shorten dangerously, leading to serious diseases.
Een doorbraak in het medisch onderzoek biedt nieuwe hoop voor patiënten met zeldzame, vaak dodelijke ziektes die tot nu toe moeilijk te verklaren waren. Wetenschappers van de Universiteit van Wisconsin-Madison hebben ontdekt dat een eiwit genaamd RPA (replication protein A) een cruciale, maar tot nu toe onbevestigde rol speelt bij het onderhoud van onze chromosomen. Deze bevinding, gepubliceerd in het prestigieuze wetenschappelijke tijdschrift Science, kan artsen helpen bij het beter begrijpen en diagnosticeren van bepaalde kankers en beenmergaandoeningen.
**De rol van telomeren in onze gezondheid**
Om de betekenis van deze ontdekking te begrijpen, is het belangrijk eerst te weten wat telomeren zijn. Onze chromosomen – bundels van eiwitten en DNA die al onze genetische informatie bevatten – zijn uitgerust met beschermende ‘dopjes’ aan hun uiteinden, genaamd telomeren. Deze bestaan uit herhalende DNA-sequenties en eiwitten die voorkomen dat onze chromosomen beschadigd raken.
Telomeren verkorten van nature naarmate we ouder worden, maar als dit proces verstoord raakt, kan de DNA-stabiliteit afnemen. Dit kan versnelde veroudering of ernstige ziektes tot gevolg hebben. Het enzym telomerase is verantwoordelijk voor het onderhoud van deze cruciale structuren.
**Baanbrekend onderzoek met kunstmatige intelligentie**
Het onderzoeksteam onder leiding van professor Ci Ji Lim van de afdeling biochemie zette zich tot doel om eiwitten te identificeren die samenwerken met telomerase. “Deze onderzoekslijn gaat verder dan een biochemisch begrip van een moleculair proces. Het verdiept het klinische begrip van telomeerziektes,” legt Lim uit, wiens werk wordt ondersteund door de National Institutes of Health.
De onderzoekers – doctoraatsstudent Sourav Agrawal, onderzoeker Xiuhua Lin en postdoctoraal onderzoeker Vivek Susvirkar – maakten gebruik van AlphaFold, een machine learning-tool die de 3D-structuur van eiwitten en eiwit-eiwit interacties kan voorspellen. Hun analyse wees op RPA als een sleutelfactor bij het onderhoud van telomeren door het stimuleren van telomerase.
Hoewel RPA al lang bekend was voor zijn rol bij DNA-replicatie en -herstel, was zijn belang voor het ondersteunen van gezonde telomeren bij mensen nog niet bevestigd. Met behulp van inzichten van AlphaFold kon het team experimenteel aantonen dat RPA bij mensen noodzakelijk is om telomerase te activeren en de lengte van telomeren te behouden.
**Directe gevolgen voor patiënten**
Deze bevindingen hebben directe relevantie voor mensen die lijden aan vaak dodelijke ziektes veroorzaakt door verkorte telomeren. Hiertoe behoren aplastische anemie, myelodysplastisch syndroom en acute myeloïde leukemie – ernstige aandoeningen die het beenmerg en de bloedcellen aantasten.
“Er zijn patiënten met verkorte telomeer-aandoeningen die niet verklaard konden worden met onze vorige kennis,” verklaart Lim. “Nu hebben we een antwoord op de onderliggende oorzaak van sommige van deze korte telomeer-ziekte mutaties: het is een gevolg van het feit dat RPA niet in staat is om telomerase te stimuleren.”
**Wereldwijde interesse van clinici**
Sinds de publicatie van het onderzoek hebben Lim en zijn team contact gehad met clinici en wetenschappers uit verschillende landen die willen begrijpen of de ziektes van hun patiënten kunnen voortkomen uit genetische mutaties die interfereren met deze nieuw geïdentificeerde functie van RPA.
“Er zijn collega’s die contact opnemen vanuit Frankrijk, Israël en Australië. Ze willen gewoon een oorzaak kunnen geven voor de korte telomeer-ziekte van hun patiënt, zodat de patiënten en hun families kunnen begrijpen wat er gebeurt en waarom,” zegt Lim.
De onderzoekers bieden nu concrete hulp aan artsen wereldwijd. “Met biochemische analyse kunnen we de mutatie van hun patiënten testen om te zien of het invloed heeft op hoe RPA interageert met telomerase, en de artsen inzichten geven in mogelijke oorzaken van de ziektes van hun patiënten,” verklaart Lim.
**Toekomstperspectieven**
Dit onderzoek, dat werd gesteund door de National Institutes of Health, de Universiteit van Wisconsin-Madison en verschillende andere instellingen, opent nieuwe wegen voor diagnostiek en mogelijk ook behandeling van telomeer-gerelateerde aandoeningen.
De ontdekking dat RPA een essentiële rol speelt bij het stimuleren van telomerase biedt niet alleen een verklaring voor eerder onverklaarbare ziektegevallen, maar geeft ook artsen een nieuwe richting voor genetische tests. Dit kan leiden tot nauwkeurigere diagnoses en een beter begrip van de onderliggende oorzaken van deze complexe aandoeningen.
Voor patiënten en hun families betekent deze doorbraak vooral hoop: eindelijk een verklaring voor mysterieuze ziektes die voorheen onbegrepen bleven, en mogelijk de eerste stap naar betere behandelingsmogelijkheden in de toekomst.