Delen:
Echte betekenis van oxidanten en antioxidanten nieuwe meettechnieken ontwikkeld
De oxidatietoestand van het organisme hangt nauw samen met voeding, lichaamsbeweging, infecties, kanker en, eventueel, veroudering, de huidige versie van het Duitse Kanker Research Centrum (DKFZ) in Heidelberg. Wetenschappers van het DKFZ hebben twee nieuwe biologische meetsystemen ontwikkeld waarmee ziektegerelateerde veranderingen in de oxidatietoestand van de cellen beter kunnen worden geanalyseerd.
Het belang van oxidanten en antioxidanten voor de menselijke gezondheid is "veel fouten en mythen." Entwine de informatie volgens dewelke onderzoekers zon zal van oudsher meer van een nadelig effect op de oxidanten toegekend, terwijl antioxidanten worden beschouwd als goed voor de gezondheid te zijn. "Maar onderzoekers weten al vele jaren dat lichaamseigen oxidanten als essentiële boodschappers helpen om de functies van het organisme te behouden", meldt de DKFZ. Het type en de hoeveelheid evenals de ruimtelijke en temporele concentratie van de oxidanten bepalen hier volgens de experts wat het effect is. "Dat is de reden waarom we geïnteresseerd zijn in die cellen en weefsels in de context van het hele organisme in welke situatie en hoe lang dat oxidanten te produceren", zegt celbioloog Tobias Dick van DKFZ.
Kankercellen veroorzaken het grootste deel van een significante verandering in de oxidatietoestand in het organisme. (Afbeelding: vitanovski / fotolia.com) Oxidatie staat tot nu toe moeilijk te meten
De exacte detectie van de oxidatietoestand is van bijzonder belang voor artsen met het oog op de samenhang met verschillende ziekten. Hier was de ontwikkeling van levendige biosensoren, die de werkgroep onder leiding van Tobias Dick erin geslaagd een aantal jaren geleden, volgens gegevens van het Duitse Cancer Research Center "een belangrijke stap om oxidanten het lichaam te verkennen." Dus de plannen van biosensoren achtergelaten in de genomen van proefdieren en de uitgezonden lichtsignalen van de sensoren wezen op de aanwezigheid van zeer specifieke oxidanten - "in real time en op de enkele cel precies", meldt de DKFZ. Het medische voordeel was tot nu toe echter laag, omdat de lichtsignalen slechts op korte afstand in het weefsel kunnen doordringen. Tot nu toe, de toepassing van dergelijke sensoren, volgens de onderzoekers tot nu toe gericht op kleine of transparante organismen. De sensoren zijn bijvoorbeeld bijzonder geschikt voor fruitvliegen of zebravissen. Daarentegen waren de sensoren minder geschikt voor gebruik bij muizen, die een belangrijk modelorganisme zijn in medisch onderzoek.
Distributie van oxidanten zichtbaar gemaakt
Het onderzoeksteam onder leiding van Tobias Dick is er echter in geslaagd om de moeilijkheden bij het invangen van de biosensor te overwinnen door de toestand ervan permanent te handhaven in verwijderd weefsel. Voor dit doel gebruiken de wetenschappers een speciale combinatie van koude en chemische behandeling. "De ruimtelijke verdeling van de oxidanten kan worden gevisualiseerd op een vast weefselgedeelte, net zoals het overeenkomt met de verdeling in het levende organisme", meldt de DKFZ. De resultaten van de onderzoekers werden gepubliceerd in het tijdschrift "Science Signaling". De auteurs beschrijven in het artikel als voorbeelden de verdeling van oxidanten in een groeiende tumor, de reactie van de lever op een ontsteking en de reactie van spiervezels op de honger. "Met de nieuwe methode willen de onderzoekers nu de invloed van ziekten en medicijnen op de distributie van oxidanten door het hele lichaam bestuderen," zei de DKFZ.
Real-time meting van het oxidantniveau
Wetenschappers onder leiding van Tobias Dick wijdden zich in een tweede studie, een verbetering van de gevoeligheid van biosensoren op "kleinste metabole fluctuaties in oxidant productie als ze zich voordoen met bijvoorbeeld veranderingen in dieet of lichamelijke activiteit" zichtbaar te maken. Hiervoor ontwikkelden zij een biosensor voor het eerst op basis van de zogenaamde Peroxiredoxins, die bekend staan als eiwitten met de hoogste gevoeligheid voor waterstofperoxide. De nieuwe sensoren zijn ontworpen om zeer gevoelig te zijn voor de geringste toename of afname van het oxidantniveau, rapporteren de wetenschappers. In een test van de sensoren in gistcellen "ook de beweging van oxidanten tussen individuele structuren binnen de cel te volgen." Laat zoals gespecificeerd door de DKFZ, werd de tweede studie gepubliceerd in het tijdschrift "Nature Chemical Biology". Het volgende doel is nu om de twee nieuwe ontwikkelingen bij elkaar te brengen, bijvoorbeeld om te onderzoeken hoe een minimale verandering in de productie van oxidanten gerelateerd is aan de ontwikkeling van metabole ziekten. (Fp)