Hoorcollege 13 (Vanishing White Matter)

Question 1

Wat houdt Vanishing White Matter in?

Answer 1

Dit is een leukodystrofie (stofwisselingsziekte)

Question 2

Rond welke leeftijd begint VWM?

Answer 2

2-4 jaar

Question 3

Is er een behandeling voor VWM?

Answer 3

Nee

Question 4

Is VWM aandoening erfelijk?

Answer 4

Ja, autosomaal recessief

Question 5

Wat is het voornaamste kenmerk van VWM?

Answer 5

Ataxia (coordinatie/balans -> dronkemansloopje)

Question 6

Wat gebeurd er met de witte stof in VWM?

Answer 6

Het verweekt (CSF-/vloeistofachtig) en verdwijnt (cysteueze degeneratie)

Question 7

Wat gebeurd er met de grijze stof bij VWM?

Answer 7

Niets, blijft gezond/intact (-> geen mentalen problemen)

Question 8

Welke cellen zijn de oorzaak van VWM?

Answer 8

Macroglia (astrocyten en oligodendrocyten), zij hebben een afwijkende morfologie (blijven immature)

Question 9

Hoe ziet VWM onder de microscoop er uit?

Answer 9

De astrocyten zijn een stuk dikker en hebben een bipolaire vorm

Question 10

Welke stoffen binden aan immature astrocyten zodat dit onder de microscoop zichtbaar wordt?

Answer 10

GFAPδ en Nestin+

Question 11

Wat is de initiator van VWM?

Answer 11

eIF2B

Question 12

Wat is de functie van het eiwit eIF2B?

Answer 12

Dit eiwit bestaat uit 5 subunits die alle 5 op 5 verschillende genen liggen, op 5 verschillende chromosomen. Het eiwit is verantwoordelijk voor de snelheid van translatie initatie. Het reguleert de translatie via eIF2, dit eiwit bindt aan het initator tRNA-met en vormt zo een ternair complex. In dit complex is eIF2 gefosforyleerd en onderdrukt het zo de translatie initiatie. Wanneer eIF2B aan eIF2 bindt, wordt de translatie gestart. Hierom heeft eIF2B in alle cellen een huishoudfunctie.

Question 13

Hoe ontstaat het initiatiecomplex?

Answer 13

Hierbij bindt het ternaire complex (eiF2-tRNA-met) aan het kleine ribosoom, dit complex bindt aan de capsite van het mRNA

Question 14

Wat gebeurd er tijdens ‘scanning’?

Answer 14

Het initiatiecomplex schuift van 5’ naar 3’ op zoek naar het startcodon op het mRNA

Question 15

Wat gebeurd er als het initiatiecomplex het startcodon gevonden heeft?

Answer 15

Dan kan het grote ribosoom aan het complex binden (elF2-gebonden GTP vervangen door GDP waardoor elF2-GDP en initiator tRNA los laat)

Question 16

Welk eiwit heb je nodig om de subunits van het initiatiecomplex weer aan elkaar te binden?

Answer 16

ElF2B (want heeft affiniteit GDP en zet dit om tot GTP -> initiatie kan herhaald worden)

Question 17

Hoe wordt de elF2B-activiteit gereguleerd?

Answer 17

Door fosforylering, want hierdoor krijgt elF2B een hogere affiniteit voor elF2-p waardoor deze geïnactiveerd wordt -> inactiveert eiwitsynthese -> ATF-4 productie

Question 18

Hoe kan men onderzoeken hoe mutaties in elF2B VWM verzooraken?

Answer 18

Door de eiwitsynthese-snelheid in cellen in een controle- en VWM-groep te meten en de resultaten bij normale en verhoogde temperatuur te vergelijken (eiwitsynthese wordt lager bij koorts)

Question 19

Waar moet men in het onderzoek naar mutaties in elF2B rekening mee houden?

Answer 19

• Dat de translatiesnelheid wordt mede bepaald door astrocyten in aangedane cellen.
• Koorts is veel meer dan alleen een verhoging in temperatuur en moet dus met een andere methode beter nagebootst worden in celkweken.
• De translatiesnelheid wordt apart bepaald voor ieder mRNA-molecuul.

Question 20

In het onderzoek over de mutatie in eIF2B werd geen significant verschil gevonden. Wat betekent dit voor het onderzoek?

Answer 20

Dat het experiment niet representatief is en dat er rekening moet worden gehouden met andere factoren

Question 21

In een ander onderzoek was de hypothese dat eIF2B mutaties de translatie van cel-specifiek mRNA in macrogliale voorlopercellen daarmee de rijping van deze macroglia verstoort. Hoe onderzoekt men dit?

Answer 21

De translatie van specifiek mRNA voor zo’n macrogliale voorlopercel werd onderzocht (dus of de rijping verstoord werd door een eIF2B mutatie)

Question 22

Welk muismodel werd gebruikt naar het onderzoek naar macrogliale voorlopercellen?

Answer 22

Knock-in waarbij er een mutatie bevond op het 5e subunit van het eiwit waardoor er een heftige vorm van de ziekte werd gevonden in de muis

Question 23

Wat waren de bevindingen van het experiment naar de macrogliale voorlopercellen?

Answer 23

• Ataxie bij de muis bij een leeftijd van 5 maanden.
• Dat de muizen na 8-11 maanden een humaan eindpunt bereikten.
• Afwijkende myeline (veel vacuolen, minder myeline)
• Afwijkende astrocyten; dikker, onrijp en dus nestin/GFAP+.

Question 24

Wat is een polysoom?

Answer 24

mRNA met veel ribosomen waarbij geldt hoe meer ribosomen, hoe meer eiwitten.

Question 25

Wat houdt polysomal profiling in?

Answer 25

Polysoomprofilering scheidt vertaalde mRNA’s op een sucrosegradiënt volgens het aantal gebonden ribosomen.

Question 26

Wat houdt biochemisch scheiden in?

Answer 26

Weefsel met cellen kapot maken zodat alle soorten cellen loskomen

Question 27

Wat zijn de stappen van polysomal profiling?

Answer 27

• biochemisch scheiden
• sucrosegradient en centrifugeren
• isoleren en UV-meten
• mRNA kwantificeren en identificeren via microarray

Question 28

Wat is een microarray?

Answer 28

Een DNA-microarray is een verzameling microscopisch kleine DNA-vlekken die op een stevig oppervlak zijn bevestigd. Wetenschappers gebruiken DNA-microarrays om de expressieniveaus van grote aantallen genen tegelijkertijd te meten of om meerdere regio’s van een genoom te genotype.

Question 29

Wat was het resultaat van de polysomal profiling voor het onderzoek naar eIF2B icm macrogliale voorlopercellen?

Answer 29

Weinig verschil tussen de wildtype- en mutantmuizen. Dit geeft aan de er iets subtieler aan de hand is in het VWM-mechanisme.

Question 30

Per toeval kwam men erachter dat er 176 mRNAs zijn voor mutantmuizen eIF2B en bij een ander onderzoek 176 mRNAs vroor ATF4. Wat kwam hieruit naar voren?

Answer 30

Dat die 176 mRNAs gereguleerd werden door ATF4. Als een muis dus geen ATF4 tot expressie kon laten komen, kwamen deze mRNAs ook niet tot expressie. ATF4 bleek als een soort reddingsfactor te werken binnen het integrated stress response (ISR).

Question 31

Ahv ISR-maker kan je erachter komen op werlke plekken ontregeling van ATF4 is in VWM. Welke waren dit?

Answer 31

Corpus callosum en het cerebellum. Zo blijkt dus dat het defect dus binnen de astrocyten zit en dit zorgt ervoor dat oligodendrocyten niet kunnen uitrijpen.