14 september 2021
Een team van Amerikaanse en Zuid-Koreaanse wetenschappers heeft laten zien dat de stof farnesol parkinsonachtige hersenbeschadiging bij muizen kan voorkomen èn herstellen.
Door Werkgroep Wetenschapsnieuws
Farnesol is een stof die van nature voorkomt in kruiden, bessen en ander fruit, en gebruikt wordt bij het maken van smaakstoffen en parfums. Deze stof blijkt bij muizen het eiwit PARIS (parkin-interacting substrate) te deactiveren waardoor het verlies van dopamine-producerende zenuwcellen voorkomen wordt. Het verlies van dopamine-producerende zenuwcellen is een van de belangrijkste kenmerken van de ziekte van Parkinson, en oorzaak van typische verschijnselen zoals tremoren, spierstijfheid, verwardheid en dementie. Het vermogen van farnesol om PARIS te blokkeren, zou tot de ontwikkeling van nieuwe behandelingen kunnen leiden die specifiek op dit eiwit zijn gericht.
PGC-1alfa
In de hersenen van mensen met de ziekte van Parkinson vertraagt een opeenhoping van PARIS de aanmaak van het beschermende eiwit PGC-1alfa. Dat eiwit beschermt hersencellen tegen schadelijke reactieve zuurstofmoleculen die zich ophopen in de hersenen. Zonder PGC-1alfa sterven dopamine-producerende zenuwcellen af, wat leidt tot de cognitieve en fysieke veranderingen die gepaard gaan met de ziekte.
De onderzoekers kwamen op het spoor van farnesol door een grote bibliotheek van medicijnen te screenen op het vermogen om de activiteit van het PARIS-eiwit te remmen. Daartoe manipuleerden ze cellen zodat die groen fluorescent licht gaven met een sterkte die afhing van de hoeveelheid PGC‑1alfa. Dat maakte het mogelijk om van een zeer groot aantal stoffen na te gaan welke tot een toename van de hoeveelheid PGC-1alfa leiden. Voor een aantal bleek dit het geval. Daarvan leek farnesol het kansrijkst.
Muizendieet
Om te onderzoeken of farnesol de hersenen kon beschermen tegen de effecten van PARIS-accumulatie, voerden de onderzoekers muizen een week lang ofwel een met farnesol aangevuld dieet ofwel een gewoon muizendieet. Vervolgens dienden de onderzoekers voorgevormde fibrillen van het eiwit alfa-synucleïne toe, dat wordt geassocieerd met de effecten van de ziekte van Parkinson in de hersenen. De muizen die het farnesol-dieet kregen bleken beter te presteren op een kracht- en coördinatietest die was ontworpen om de voortgang van de symptomen van de ziekte van Parkinson te detecteren.
Toen de onderzoekers later hersenweefsel van muizen in de twee groepen bestudeerden, ontdekten ze dat de muizen die een met farnesol aangevuld dieet kregen twee keer zoveel gezonde dopamine-producerende zenuwcellen hadden als muizen die geen met farnesol verrijkte voeding kregen. De met farnesol gevoede muizen hadden ook ongeveer 55% meer van het beschermende eiwit PGC‑1alfa in hun hersenen dan de onbehandelde muizen.
Meer onderzoek nodig
In chemische experimenten bevestigden de onderzoekers dat farnesol zich bindt aan PARIS, waardoor de vorm van het eiwit verandert, zodat het niet langer de PGC-1alfa-productie kan verstoren.
Over de werking bij mensen is nog geen onderzoek gedaan. Wel is bekend dat in het weefsel van mensen met de ziekte van Parkinson verhoogde hoeveelheden van het PARIS-eiwit gevonden worden.
Farnesol wordt van nature geproduceerd, maar er zijn synthetische versies in de handel. De onderzoekers waarschuwen dat veilige doses farnesol voor mensen nog niet bepaald zijn en dat alleen zorgvuldig gecontroleerde klinische onderzoeken dit kunnen doen. Hoewel er dus meer onderzoek nodig is, hopen de onderzoekers dat farnesol ooit kan worden gebruikt om hersenschade veroorzaakt door de ziekte van Parkinson te voorkomen of zelfs ongedaan te maken.
- Areum Jo, Yunjong Lee, Tae-In Kam, Sung-Ung Kang, Stewart Neifert, Senthilkumar S. Karuppagounder, Rin Khang, Hojin Kang, Hyejin Park, Shih-Ching Chou, Sungtaek Oh, Haisong Jiang, Deborah A. Swing, Sangwoo Ham, Sheila Pirooznia, George K. E. Umanah, Xiaobo Mao, Manoj Kumar, Han Seok Ko, Ho Chul Kang, Byoung Dae Lee, Yun-Il Lee, Shaida A. Andrabi, Chi-Hu Park, Ji-Yeong Lee, Hanna Kim, Hyein Kim, Hyojung Kim, Jin Whan Cho, Sun Ha Paek, Chan Hyun Na, Lino Tessarollo, Valina L. Dawson, Ted M. Dawson, Joo-Ho Shin, 2021. PARIS farnesylation prevents neurodegeneration in models of Parkinson’s disease. Science Translational Medicine, 28 Jul 2021.
https://stm.sciencemag.org/content/13/604/eaax8891
- Persbericht Johns Hopkins Medicine, 28 juli 2021. Fruit compound may have potential to prevent and treat parkinson’s disease, mouse study suggests
- Blog by Simon Stott, 29 juli 2021. Farnesol: the farnesylator of PARIS.