Hoe snel we ouder worden en of we kanker krijgen, wordt mogelijk bepaald door twee klokken die zich in vrijwel elke cel van het menselijk lichaam bevinden.
Foto: Henrique Simplico
Het tikken van deze klokken levert DNA mutaties op, die met constante snelheid blijven ophopen. Deze ontdekking geeft ons meer inzicht in de oorzaak van kanker en gezond ouder worden. Als je de snelheid van deze klokken kunt afremmen, kan je daarmee misschien veroudering en het ontwikkelen van kanker vertragen.
Kunnen fagen helpen in de strijd tegen antibioticaresistentie?
Faagtherapie kan de toegenomen antibioticaresistentie het hoofd bieden. Deze kleine virussen kunnen specifieke bacteriën doden.
Roken en zonlicht
Elke cel in ons lichaam bevat DNA. Tijdens je leven komen hier steeds meer mutaties in. Sommige mutaties ontstaan in grote hoeveelheden, bijvoorbeeld wanneer iemand rookt of zich veel blootstelt aan zonlicht. Andere mutaties ontwikkelen zich met een constante snelheid, jaar na jaar. De schade die daarbij in het DNA ontstaat, kan kanker veroorzaken.
Mutatiepatronen
Michael Stratton van het Wellcome Trust Sanger Institute in Cambridge en zijn collega’s hebben mutatieklokken in bijna elke cel van het lichaam geïdentificeerd. Ook ontdekten ze hoe snel deze klokken tikken in verschillende weefsels. Ze begonnen hun onderzoek met het bestuderen van DNA-sequenties van meer dan 10.000 individuele kankerweefsels, waaronder 36 verschillende soorten kanker. Met behulp van een algoritme zochten ze naar mutatiepatronen.
Op deze manier ontdekte het team meer dan dertig verschillende mutatiepatronen. Daarbij keken ze naar mutaties die met een bepaalde regelmaat voorkwamen, waarbij het verschijnen van mutaties samenhing met de leeftijd van de persoon van wie het sample was.
Terug in de tijd
Twee mutatiepatronen voldeden aan deze eisen. Dit waren nummer één en nummer vijf. Dat betekent dat weefsels waarin deze patronen werden gevonden, eerst gezond waren voordat ze kanker ontwikkelden. ‘Door deze kankerweefsels kunnen we terugkijken in de tijd naar wat gebeurd is met normale cellen,’ zegt Stratton.
Stratton’s team gelooft dat het mutatiepatroon een gevolg is van celdeling. ‘De snelheid van de mutaties komt overeen met de snelheid van celdeling in verschillende weefsels,’ zegt hij. ‘Dus in de toekomst kan het aantal mutaties ons vertellen hoe vaak een cel heeft gedeeld. Dat geeft ons beter inzicht in de biologie van menselijke weefsels.’
Fouten
Voor beide patronen geldt dat het aantal mutaties is gecorreleerd aan de leeftijd van de persoon waar het sample vandaan kwam. Hierdoor kon het team vlug ontdekken wat de snelheid van de klok is in verschillende weefsels. De snelheid van mutatiepatroon één was het hoogst in de maag en het darmstelsel, wat resulteert in 23 mutaties per cel per jaar. Het langzaamst gaat deze klok in borst- en eierstokweefsel, met maar drie of vier mutaties per jaar.
Over mutatiepatroon nummer vijf is veel minder bekend. Vooralsnog lijkt het erop dat het gelinkt kan zijn aan DNA-reparatie. Wanneer DNA beschadigd raakt, wordt het opgelapt doordat kleine delen worden vervangen. ‘In dat reparatieproces worden af en toe fouten gemaakt. Mutatiepatroon vijf zou daar een gevolg van kunnen zijn,’ zegt Stratton.
Uitzaaien
Omdat de klok ook blijft doortikken als de kanker al is ontstaan, kan het patroon iets zeggen over hoe snel kanker uitzaait of resistent wordt tegen medicijnen. Met die kennis kunnen artsen hun patiënten beter behandelen. Het patroon kan zelfs helpen met het voorspellen van kanker voordat het is ontstaan.
‘Ons leven lang bouwen we mutaties op. In sommige mensen leiden de combinaties tot het ontstaan van kanker. In vervolgonderzoek kunnen we ontdekken of deze mutatiesnelheden verschillen per individu. Als dat het geval is, verwacht je dat de snelheden uitgelezen kunnen worden waardoor je kunt voorspellen wanneer kanker ontstaat.
Ziekte verminderen
Stratton voegt hier een theorie aan toe: als je de snelheid waarmee mutaties optreden kunt veranderen, kan je ook invloed hebben op de snelheid waarmee kanker ontstaat. ‘Ik zeg dit met enige terughoudendheid. Het bestaan van mutaties zit namelijk erg diep ingebed in onze biologie. Maar deze ontdekking leidt ons wel richting dit soort gedachten. Elke keer dat we iets ontdekken wat invloed heeft op het ontstaan van kanker, denken we over een manier waarop we de ziekte kunnen terugdringen.’
Altijd op de hoogte blijven van het laatste wetenschapsnieuws? Meld je nu aan voor de New Scientist nieuwsbrief.
Lees verder: