Spiermetabolisme in actie bij metabole myopathieën

Achtergrond van het onderzoek

Metabole myopathieën zijn erfelijke spierziekten die veroorzaakt worden door een probleem in de stofwisseling in de spieren. Het probleem wordt veroorzaakt door een erfelijke fout waardoor de spieren te weinig energie krijgen. Het te kort aan energie leidt tot ernstige symptomen, zoals spierzwakte en hartproblemen.

Voor het testen van behandelingen is het nodig om een goed model te hebben waarin de stofwisseling zoveel mogelijk lijkt op die van (hart)spierweefsel in patiënten. Eerder werd onderzoek naar metabole myopathieën verricht in gekweekte spiercellen in een petrischaaltje. Tot nu. Dankzij steun van het Spierfonds is het nu mogelijk om werkende 3D-spiertjes te maken uit patiëntcellen. Deze spiertjes kunnen samentrekken en ontspannen. De onderzoekers verwachten daardoor dat de stofwisseling in deze 3D-spiertjes beter vergelijkbaar is met die van echte spieren.

Doel van het onderzoek

In dit onderzoek gaan de onderzoekers de stofwisseling onderzoeken in 3D-spiertjes van hart- en skeletspieren, met de metabole myopathie PGM1-deficiëntie als modelziekte. Ze verwachten te ontdekken wat er precies misgaat in de functie van de spieren tijdens aanspannen en ontspannen. Op basis hiervan zullen ze een aantal behandelingen (bijvoorbeeld met energiesupplementen) testen om de stofwisseling in de spieren te verbeteren.

Eindresultaten

De onderzoekers hebben in dit project voor het eerst de stofwisseling in kaart gebracht van de 3D-spier en die van een vergelijkbaar 3D-hartmodel. Daarvoor ontwikkelden ze speciale methoden om stofwisselingsproducten te meten in deze minuscule spierbundeltjes. Die aanpak leverde een belangrijke ontdekking op. In spierweefsel van PGM1-patiënten hoopt een bepaalde suikerstof zich sterk op. Dit was nog niet eerder beschreven bij deze ziekte. De ophoping ontstaat doordat de spier zijn energievoorraden niet goed kan aanspreken. Tegelijkertijd zagen de onderzoekers dat de spiercel dit probeert op te vangen. Hij schakelt over op een ander energiesysteem dat razendsnel energie levert, maar dat bedoeld is voor korte inspanningen, niet voor langdurige activiteit. Dit kan verklaren waarom PGM1-patiënten snel tegen hun grenzen aanlopen: hun spieren kunnen de energievraag op de lange termijn niet bijhouden. De onderzoekers willen dit nieuwe mechanisme bevestigen en daarna zou het een nieuw aanknopingspunt kunnen bieden voor behandeling van deze spierziekte.