Citation for published version (APA): van de Graaf, S. A. R. (2000). New insights in the human thyroglobulin structure

Transcriptie

1 UvA-DARE (Digital Academic Repository) New insights in the human thyroglobulin structure van de Graaf, S.A.R. Link to publication Citation for published version (APA): van de Graaf, S. A. R. (2000). New insights in the human thyroglobulin structure General rights It is not permitted to download or to forward/distribute the text or part of it without the consent of the author(s) and/or copyright holder(s), other than for strictly personal, individual use, unless the work is under an open content license (like Creative Commons). Disclaimer/Complaints regulations If you believe that digital publication of certain material infringes any of your rights or (privacy) interests, please let the Library know, stating your reasons. In case of a legitimate complaint, the Library will make the material inaccessible and/or remove it from the website. Please Ask the Library: or a letter to: Library of the University of Amsterdam, Secretariat, Singel 425, 1012 WP Amsterdam, The Netherlands. You will be contacted as soon as possible. UvA-DARE is a service provided by the library of the University of Amsterdam ( Download date: 17 Feb 2017

2 SAMENVATTINGG voor niet-ingewijden Dee schildklier is een vlindervormig orgaan dat gelokaliseerd is in de hals rond de luchtpijpp (hoofdstuk 1). De schildklier produceert schildklierhormoon dat groei- en stofwisselingsprocessenn stimuleert en daardoor invloed heeft op de werking van bijna allee organen in het lichaam. Productie van schilwierhormoon wordt gereguleerd door TSHH (thyroid stimulerend hormoon) dat wordt aangemaakt in de hypofyse, het hersenaanhangsel.. Zodra er te weinig schildklierhormoon in het bloed aanwezig is, scheidtt de hypofyse meer TSH uit, zodat de schildklierhormoon productie verhoogd wordtt en vice versa. Jodium is een element dat een belangrijke rol speelt bij de schildklierhormoonn productie. Schildklierhormoon is namelijk een chemische verbindingg die is opgebouwd rond jodium. De schildklier produceert voornamelijk T 4 (thyroxine)) wat per molecuul 4 jodiumdeeltjes bevat. T 4 wordt uitgescheiden naar de bloedbaan,, waar het voornamelijk in de lever gedejodeerd wordt tot T 3 (triiodothyronine),, dat nog maar 3 jodiumdeeltjes bevat. Het T 3 is verantwoordelijk voorr de biologische effecten van schildklierhormoon. Dee schildklier bestaat uit bolvormige structuren, zogenaamde follikels, die hormoon produceren.. De follikels bestaan uit een aaneengesloten laag van cellen, thyrocyten, diee een eiwitrijke ruimte omsluiten. Op de omslag en in hoofdstuk 1 staat schematischh een doorsnede weergegeven. Eiwitten belangrijk voor de hormoonsynthesee zijn aangegeven zoals onder andere de TSH receptor ftsh-r] om hett stimulerende signaal van de hypofyse, TSH, te kunnen doorgeven. Eveneens twee transportt eiwitten, die ervoor zorgen dat jodium op de juiste plaatsen komt [NIS en Pendrine].. Het schildklierspecifieke eiwit thyreoglobuline [TG] wordt in hoge concentratiee gevonden in de door de thyrocyten omsloten ruimte, het follikulaire lumen.. De rol van TG in de hormoonsynthese bestaat eruit dat het gejodeerd kan wordenn wat een belangrijke bijdrage in de jodiumhuishouding speelt. Bovendien kunnenn deze jodiumgroepen, die zich bevinden op specifieke aminozuren binnen het eiwit,, chemisch gekoppeld worden tot T 4 en T 3. Deze processen vinden plaats in het follikulairee lumen en andere eiwitten [TPO en Tox] spelen hierbij een actieve rol. Wanneerr schildklierhormoon nodig is worden TG-hormoon complexen weer opgenomenn door de thyrocyten. Schildklierhormoon dat vrijkomt na afbraak van de complexenn wordt uitgescheiden in de bloedbaan en naar de doelorganen worden getransporteerd.. Schildklierhormoonn speelt voor en enige jaren na de geboorte een belangrijke rol in 128 8

3 SAMENVATTING G dee vroege ontwikkeling van de hersenen en het centrale zenuwstelsel. Een tekort in de eerstee levensjaren leidt dan ook tot irreversibele schade aan het centrale zenuwstelsel mett als gevolg een mentale en motorische achterstand. Een aangeboren tekort aan schildklierhormoon,, congenitale hypothyreoïdie (CHT), kan relatief eenvoudig behandeldd worden met schildklierhormoon (thyroxine). Sinds januari 1981 worden in Nederlandd binnen een week na geboorte alle kinderen middels de hielprik gescreend opp CHT (incidentje circa 1:3000). Na een positief screeningsresultaat wordt de patiëntt behandeld met thyroxine en kan met gericht klinisch-chemisch (plasma bepalingenn van T 4, T 3, TSH en TG) en beeldvormend onderzoek (echoscopie en indienn geïndiceerd een radioactief jodide uptake) meestal een etiologische diagnose gesteldd worden. De oorzaak van CHT kan liggen op het nivo van de hypothalamus^hypofysee (tertiaire/secundaire CHT) in 15% van de gevallen, of op het nivoo van de schildklier (primaire CHT). In 70% van de CHT gevallen is de schildklier niett of niet volledig aangelegd. In 15% van de CHT gevallen ligt de oorzaak van de afwijkingg ergens op de route van de hormoonsynthese wat resulteert in verstoring van dee schildklierhormoon productie. Hier is het mogelijk dat er zich een mutatie bevindt inn het DNA dat codeert voor één van de schildklierspecifieke eiwitten dat leidt tot afwezigheidd of tot een niet goed functionerend eiwit. Het is niet altijd even gemakkelijkk te beoordelen welk eiwit defect is, iets wat wel van belang is voor mutatie analysee en eventuele erfelijkheidsdiagnostiek. Eenn defect in de synthese van het eiwit thyreoglobuline wordt in het algemeen gekarakteriseerdd door een te lage schildklierhormoon spiegel in het bloed en een hogee TSH concentratie. Normaal gesproken stimuleert een hogere TSH spiegel de schildklierr met als gevolg een verhoging van de schildklierhormoon en TG concentratiee in het bloed. Deze verhoging wordt meestal niet gezien bij een defect in dee TG synthese. Analyse van de jodium opname door de schildklier laat een gestimuleerdee schildklier zien, met en snelle en hoge opname, wanneer je jodium opnamee actief blokkeert, is er geen geen versnelde leegstroom van jodium uit de schildklier.. In het algemeen wordt dan aangenomen dat er een mutatie in het TG gen zit.. Omm via mutatie analyse methoden te bepalen waar in het TG gen het defect zit is de DNAA sequentie nodig die codeert voor normaal eiwit. Voor TG is deze in 1987 bepaaldd vanaf mrna en was 8304 baseparen lang. Omdat de genomische organisatiee nog niet bekend wa$ moet het uitgangsmateriaal voor mutatie analyse schildklierr weefsel zijn waar mrna uit geïsoleerd kan worden. Dit weefsel is alleen voorhandenn wanneer de schildklier operaief verwijderd is omdat een vergrootte 129 9

4 schildklier,, in geval van onbehandelde primaire hypothyreoïdie, problemen bij het ademhalenn kan veroorzaken. Omdat hypothyreoïdie tegenwoordig vroegtijdig wordt opgespoordd en behandeld, is weefsel van patiënten met een TG synthese defect nauwelijkss beschikbaar. Ditt proefschrift beschrijft de mutatie analyse van het TG mrna en de opzet van een testt om de joderingscapaciteit van het TG eiwit te kunnen bepalen. Tijdenss het operationeel maken van de mutatie analyse ondervonden we problemen diee leidde tot de bepaling van de coderende DMA sequentie van het TG gen van ongeveerr 20 personen zonder defect op dit gen (hoofdstukken 2 en 3). De coderende DNAA sequentie van het TG gen bleek 8307 baseparen lang te zijn en op een aantal puntenn anders dan oorspronkelijk beschreven. Ook bleken variaties mogelijk, porymorfismen,, zonder dat dit de TG functie merkbaar beïnvloedt. Bovendien werden ookk nieuwe variaties in 'splicing' en 'cleavage' gevonden die een pool van variabel mrnaa tot gevolg hebben. Of al deze verschillende mrnas in wvotot TG eiwit leiden blijftt de vraag, maar ondenkbaar is het zeker niet en dat werpt een nieuw licht op een aantall aspecten van het TG eiwit zoals functionaliteit in schildklierhormoon synthese, antigeniciteitt bij TG concentratie bepalingen in schildklierweefsel en in bloed. Alhoewell de gepubliceerde TG sequentie uit 1987 dus wat hiaten vertoont zijn er in dee loop van de tijd toch 4 mutaties in het TG gen geïdentificeerd (hoofdstuk 1). In dit proefschriftt wordt de mutatie analyse beschreven van 7 patiënten gediagnosticeerd mett TG synthese defecten (hoofdstukken 4 en 5). In 6 patiënten is de coderende DNAA sequentie van het TG gen normaal hetgeen vragen oproept. Welke andere eiwittenn die belangrijk zijn voor de synthese van TG eiwit zouden defect kunnen zijn enn zijn deze op te sporen en te screenen voor een mutatie? Zijn er additionele klinischee tests of biochemische bepalingen denkbaar die het kandidaat eiwit dat verantwoordelijkk is voor het defect in TG synthese kunnen aanduiden? Helaas zijn nogg niet zoveel schildklierspecifieke eiwitten bekend die een specifieke rol in de synthesee route van TG spelen. Wel zijn er een drietal eiwitten bekend die een rol spelenn bij de aflevering van TG in het follikulaire lumen en de resorptie van TG in de thyrocyt,, maar tests om de functie van deze eiwitten klinisch te diagnosticeren zijn niett voorhanden. In één patient werd een mutatie gevonden in de coderende DNA sequentiee van TG. (hoodfstuk 5). Dit heeft tot gevolg dat er een veel korter TG eiwit wordtt gemaakt dat nog enigszins actief is omdat het deel van TG eiwit dat belangrijk iss voor schildklierhormoon productie nog wel gemaakt wordt Opp twee manieren is gekeken of het mogelijk is een functionele test voor het TG eiwit 130 0

5 SAMENVATTING G opp te zetten. In eerste instantie werden fragmenten van het TG eiwit tot expressie gebrachtt in een 'monolayer' van gekweekte humane schildkliercellen (hoofdstuk 6). Hieruitt bieek dat TG, op deze manier tot expressie gebracht, niet goed gesynthetiseerdd werd. In een konijn reticulocyten lysaat is een (al dan niet geglycosyleerd)) TG fragment tot expressie gebracht (hoofdstuk 7). Direct volgend op dee synthese van TG volgde een jodering met radioactief jodide. TG werd er immunochemischh uitgevist en beoordeeld of jodium gebonden was. Het bleek dat gtycosyleringg van het TG molecuul, een belangrijke stap in de synthese van TG eiwit, wezenlijkk verschil maakt voor de joderingscapaciteit: geglycosyleerde TG moleculen werdenn in deze opzet gejodeerd. Alhoewel nog niet volledig uitgezocht lijkt deze opzet eenn functionele assay voor TG dichterbij te brengen

6