Echt belang van oxidanten en antioxidanten - Nieuwe meetmethoden ontwikkeld

Echt belang van oxidanten en antioxidanten - Nieuwe meetmethoden ontwikkeld

Nieuwe processen geven inzicht in de lichaamseigen oxidanten
De oxidatietoestand in het organisme hangt nauw samen met voeding, lichaamsbeweging, infecties, kanker en mogelijk ook veroudering, volgens de huidige aankondiging door het Duitse kankeronderzoekscentrum (DKFZ) in Heidelberg. Wetenschappers van de DKFZ hebben twee nieuwe biologische meetsystemen ontwikkeld waarmee ziektegerelateerde veranderingen in de oxidatietoestand van de cellen beter kunnen worden geanalyseerd.

Volgens de onderzoekers zijn er 'veel fouten en mythen rond het belang van oxidanten en antioxidanten voor de menselijke gezondheid'. Van oudsher wordt aangenomen dat de oxidanten een schadelijk effect hebben, terwijl antioxidanten als gezondheidsbevorderend worden beschouwd. "Maar onderzoekers weten al jaren dat de lichaamseigen oxidanten, als essentiële boodschappers, de functies van het organisme helpen behouden", meldt de DKFZ. Volgens de experts bepalen het type en de hoeveelheid, evenals de ruimtelijke en temporele concentratie van de oxidanten het effect. 'Daarom zijn we geïnteresseerd in welke cellen en weefsels in welke situatie en voor hoelang welke oxidanten produceren', zegt celbioloog Tobias Dick van de DKFZ.

Oxidatietoestand tot dusver moeilijk te meten
De exacte bepaling van de oxidatietoestand is met name van belang voor medische professionals vanwege het verband met verschillende ziekten. Volgens de DKFZ was de ontwikkeling van lichtgevende biosensoren, die de werkgroep onder leiding van Tobias Dick een paar jaar geleden al had bereikt, 'een belangrijke stap in het onderzoek naar de eigen oxidanten van het lichaam'. en de lichtsignalen die door de sensoren werden uitgezonden, wezen op de aanwezigheid van bepaalde oxidanten - 'in realtime en nauwkeurig naar de individuele cel', meldt de DKFZ. Het medische voordeel is tot nu toe echter beperkt, aangezien de lichtsignalen slechts op korte afstand het weefsel kunnen doordringen. Volgens de onderzoekers was het gebruik van dergelijke sensoren tot dusver geconcentreerd op kleine of transparante organismen. Zo zijn de sensoren bijzonder goed toepasbaar op fruitvliegjes of zebravissen. De sensoren waren echter minder geschikt voor gebruik bij muizen, die een belangrijk modelorganisme vormen in medisch onderzoek.

Verdeling van oxidanten zichtbaar gemaakt
Het onderzoeksteam onder leiding van Tobias Dick is er echter in geslaagd de moeilijkheden bij het detecteren van de biosensor te elimineren door de toestand in het verwijderde weefsel permanent te behouden. Hiervoor gebruiken de wetenschappers een speciale combinatie van koude en chemische behandeling. 'Op deze manier kon de ruimtelijke verdeling van de oxidanten zichtbaar worden gemaakt op een vast weefselgedeelte, net zoals het overeenkomt met de verdeling in het levende organisme', meldt de DKFZ. De resultaten van de onderzoekers zijn gepubliceerd in het tijdschrift "Science Signaling". In het artikel beschrijven de wetenschappers als voorbeelden de verspreiding van oxidanten in een groeiende tumor, de reactie van de lever op ontstekingen en de reactie van spiervezels op honger. 'Met de nieuwe methode willen de onderzoekers nu de invloed van ziekten en werkzame stoffen op de verspreiding van oxidanten door het lichaam bestuderen', aldus de DKFZ.

Real-time meting van het gehalte aan oxidanten
In een tweede studie wijdden de wetenschappers onder leiding van Tobias Dick zich aan het verbeteren van de gevoeligheid van de biosensoren om "de kleinste metabole fluctuaties in de productie van oxidanten te visualiseren, zoals bijvoorbeeld bij het veranderen van dieet of tijdens lichamelijke activiteit". Hiervoor hebben ze een biosensor ontwikkeld op basis van de zogenaamde peroxiredoxins, die bekend staan ​​als eiwitten met de hoogste gevoeligheid voor waterstofperoxide. De wetenschappers melden dat de nieuwe sensoren zijn ontworpen om zeer gevoelig te zijn voor de kleinste toename of afname van het niveau van oxidanten. Volgens de DKFZ heeft een test van de sensoren in gistcellen 'zelfs de beweging van oxidanten tussen individuele structuren binnen de cel gevolgd'. De tweede studie werd gepubliceerd in het tijdschrift "Nature Chemical Biology". Het volgende doel is om de twee nieuwe ontwikkelingen bij elkaar te brengen, bijvoorbeeld om te onderzoeken hoe een minimaal veranderde productie van oxidanten gerelateerd is aan de ontwikkeling van metabole ziekten. (fp)

Auteur en broninformatie



Video: Hannah Juvi Protect