Een beter begrip van het menselijk geheugen

19 februari 2015

Een internationaal team van onderzoekers heeft vastgesteld dat een bepaald eiwit belangrijk is voor onze geheugenfunctie. Dit specifieke eiwit, de A2A receptor die reageert op cafeïne, wordt in verband gebracht met de ziekte van Alzheimer. Publicatie in Molecular Psychiatry.

Professor Ad IJzerman, hoofd van de divisie Medicinal Chemistry van het Leiden Academic Center for Drug Research (LACDR), en postdoc Gerard van Westen werkten samen in een internationaal team van onderzoekers onder leiding van Jiang-Fan Chen van de Boston University School of Medicine in de Verenigde Staten. 

Effect van cafeïne op onze hersenen

Cafeïne heeft een verkwikkend en stimulerend effect op onze hersenen en dat is waarschijnlijk de reden waarom veel mensen geen enkel probleem hebben met een dagelijkse inname van zo’n halve gram cafeïne - in de gedaante van 3-5 koppen koffie of thee per dag.

Belang van receptor en cafeïne vaststellen

Om het belang van de A2A receptor in geheugenfuncties en de beschermende rol van cafeïne, dat de receptor blokkeert, vast te stellen draaiden de onderzoekers de vraag om. Als het blokkeren van de receptor leidt tot beschermende effecten op het geheugen, zou het activeren van de receptor moeten leiden tot een verminderde geheugenfunctie.

Activering door licht

Rhodopsine (links) is de lichaamseigen receptor die door licht geactiveerd wordt. Rhodopsine bevindt zich in het oog en geeft een cGMP signaal af. In het artikel in Molecular Psychiatry werd het onderste gedeelte van de receptor vervangen door de A2A receptormachinerie (rechts). Deze ‘optogenetics’ benadering leidde tot een receptor (optoA2AR) die op licht reageert (en niet op adenosine) maar anderszins functioneert als een gewone A2A receptor die een cAMP/MAPK signaal afgeeft.

Om dit na te gaan, maakte het team een versie van de receptor die niet reageert op het lichaamseigen adenosine, maar in plaats daarvan wordt geactiveerd door middel van zichtbaar licht. Met behulp van bio- en cheminformaticstechnieken hebben IJzerman en Van Westen dit nieuwe eiwit ontworpen. Door deze nieuwe onderzoeksbenadering, optogenetics genaamd, kon het team de A2A receptor lokaal bestuderen en activeren met lichtpulsen.

Verminderde prestaties in geheugentest

De onderzoekers toonden aan dat activering van de receptor door licht leidde tot verminderde prestaties in een geheugentest. Zij concludeerden dat de receptor betrokken is bij een selectief geheugentekort, in overeenstemming met modellen voor de ziekte van Alzheimer.

Links

• Artikel Molecular Psychiatry: Optogenetic activation of intracellular adenosine A2A receptor signaling in the hippocampus is sufficient to trigger CREB phosphorylation and impair memory P Li1,2, D Rial3, PM Canas3, J-H Yoo1, W Li1,2, X Zhou4, Y Wang1, GJP van Westen5, M-P Payen1, E Augusto1,3,6, N Gonçalves3, AR Tomé3,
Z Li4, Z Wu4, X Hou1, Y Zhou2, Ad PIJzerman5, ES Boyden7, RA Cunha3,6, J Qu4 and J-F Chen1,4