Alzheimereiwitten verhinderen herstel DNA-breuken in neuronen

Dubbele breuken in het DNA worden gewoonlijk geassocieerd met onomkeerbare verouderingsprocessen. Dat beeld is niet volledig, blijkt nu. Neurologen in San Francisco hebben namelijk ontdekt dat ze ook ontstaan in de hersenen van gezonde jonge muizen. Ze worden echter snel weer gerepareerd. Dat herstel blijft uit als de alzheimereiwitten bèta-amyloïd en tau in de hersenen zijn opgehoopt. Het aantal dubbele breuken neemt dan gestaag toe en de getroffen cellen gaan uiteindelijk dood. Een medicijn dat in vroege stadia de ontwikkeling van alzheimer vertraagt, blijkt het aantal dubbele DNA-breuken te reduceren (Nature Neuroscience, online, 24 maart).

Enkelstrengs breuken in het DNA zijn niet ongewoon en worden doorgaans snel hersteld. Breuken in beide strengen in een DNA-molecuul zijn veel moeilijker te repareren. Ze accumuleren en zijn op den duur funest voor de getroffen cel. Dat dubbele breuken ook ontstaan in normaal werkende hersencellen zonder blijvende schade aan te richten, is dan ook opmerkelijk.

De ontdekking is een toevallige; een spin-off van een onderzoek naar de rol van dubbele DNA-breuken bij de ziekte van Alzheimer. Daarvoor gebruikten de onderzoekers muizen waarbij het gen voor menselijk bèta-amyloïd is ingebouwd. Deze dieren vertonen al jong tekenen van de ziekte. De muizen werden twee uur lang in een voor hun vreemde kooi gezet om te wennen aan nieuwe kleuren, geuren en geluiden. Dat doet een beroep op de cognitieve vaardigheden die bij alzheimer worden aangetast. Ter controle ondergingen even oude gezonde muizen dezelfde behandeling. Bij de ‘alzheimermuizen’ trad een aanzienlijk aantal dubbele breuken op, maar bij de gezonde muizen ook. Weliswaar minder, maar toch onverwacht veel. Minstens zo opmerkelijk was dat de breuken bij de gezonde muizen binnen een uur waren gerepareerd als ze weer in hun vertrouwde hok werden teruggezet. Bij de alzheimermuizen bleven de breuken bestaan. Het lijkt er dus op dat de dubbele breuken horen bij het normale gebruik van de hersenen. Mogelijk zijn ze betrokken bij de opslag van informatie in het geheugen, want ze ontstaan alleen in de daarbij betrokken delen van de hersenen.

Wat wel duidelijk is, is dat het DNA-herstel bij de alzheimermuizen niet goed meer functioneert.

Dat bleek ook toen de onderzoekers deze diertjes behandelden met een middel dat alzheimer in een vroeg stadium vertraagt. Het aantal breuken was aanzienlijk kleiner dan in de onbehandelde dieren. Ook het tweede alzheimereiwit tau beïnvloedt het aantal breuken. Bij muizen waar het tau-gen ontbreekt, ontstaan er minder.