Een genetische modificatie die muizen beschermt tegen kanker en hun leven verlengt kan via bloedstamcellen worden overgedragen op andere muizen. Dit zou binnenkort bij mensen kunnen worden getest als een behandeling tegen kanker.
Onderzoekers hebben een genetische modificatie ontdekt die muizen beschermt tegen kanker en hen tot 20 procent langer laat leven. De ontdekking is veelbelovend omdat een enkele transplantatie van bloedstamcellen deze gunstige eigenschap kan overdragen op gewone muizen.
‘Het was een grote verrassing’, zegt moleculair bioloog Che-Kun James Shen van de Taipei Medische Universiteit in Taiwan. ‘Tot nu toe hebben we geen negatieve bijwerkingen gevonden.’
‘Er komt een moment dat we een grieppandemie niet kunnen voorkomen’
Ron Fouchier staat aan de frontlinie in de strijd tegen de griep. Met nieuwe vaccins wil hij ons beschermen tegen toekomstige pandemieën.
Bloedstamceltransplantaties
Shen zegt dat zijn team al samenwerkt met biotechbedrijven die de bevindingen willen gebruiken om kankerbehandelingen bij mensen te verbeteren. Bloedstamceltransplantaties maken al deel uit van de behandeling van bepaalde bloedkankers. De hoop is dat deze genetische verandering van de getransplanteerde cellen het risico op terugkeer van de kanker zal verminderen. Als dat lukt, zouden mensen bloedstamcellen met de modificatie kunnen ontvangen om te onderzoeken of het vervolgens ook de levensduur van mensen verlengt.
Het team van Shen ontdekte de genetische modificatie toen ze een eiwit bestudeerde dat KLF1 heet. Dat is een soort hoofdschakelaar die sommige bloedcellen – waaronder sommige immuuncellen – produceren. Die hoofdschakelaar helpt de activiteit van allerlei verschillende genen te reguleren.
Cellen kunnen de activiteit van KLF1 veranderen door een chemische stof te koppelen aan een specifieke plek op dit eiwit. Om te bestuderen hoe dat werkt, gebruikte het team van Shen muizen met een genetische mutatie in twee verschillende kopieën van het KLF1-gen dat het deel van het eiwit waar de chemische stof aan koppelt verandert.
Ongewoon actieve muizen
Teamlid Yu-Chiau Shyu van het Chang Gung Memorial ziekenhuis in Taiwan merkte op dat deze muizen ongewoon actief waren op middelbare leeftijd en dat hun haar langer zwart en glanzend bleef. Hierdoor ontdekte het team dat de genetisch gemanipuleerde muizen 10 tot 20 procent langer leven, aldus Shen.
Bovendien bleven de muizen langer gezond, waarbij hun fysieke en mentale prestaties later begonnen af te nemen dan bij niet-gemodificeerde muizen. En ze hadden minder littekenweefsel in hun interne organen – ook een teken van ouderdom.
Onderzoekers ontdekten al eerder meerdere andere genetische varianten die de levensduur van muizen verlengen. Vele daarvan verlengen echter alleen het leven van vrouwtjes. En er is meestal geen gemakkelijke manier om de voordelen ervan over te brengen aan individuen die zonder deze varianten zijn geboren.
Ernstige risico’s
Maar in dit geval wezen de bevindingen erop dat het om bloedcellen ging. Daarom probeerde het team bepaalde soorten bloedcellen van de gemodificeerde muizen te nemen en die te injecteren in niet-gemodificeerde muizen. Als het team om de twee weken T-cellen injecteerde, afweercellen die kankercellen kunnen opruimen, verminderde dat de verspreiding van kankers.
Nu heeft het team verder aangetoond dat muizen van twee maanden oud die een enkele transplantatie van gemodificeerde bloedstamcellen krijgen, doorgaans vijf maanden langer leven dan muizen die niet-gemodificeerde bloedstamcellen krijgen. Dat is een toename van zo’n 20 procent. Muizen van twee maanden oud zijn ongeveer gelijk aan achttienjarige mensen.
De bevindingen suggereren dat de levensduur van mensen kan worden verlengd door een deel van hun bloedstamcellen te verwijderen, ze te modificeren zodat ze deze mutatie hebben en ze terug te plaatsen in het lichaam. Aan deze procedure, die vergelijkbaar is met een beenmergtransplantatie, zijn echter ernstige risico’s verbonden – niet in de laatste plaats omdat de ongewijzigde bloedstamcellen met chemotherapie of radiotherapie moeten worden gedood.
Het is veel te vroeg om dit bij mensen uit te proberen, puur met als doel om de levensduur te verlengen, zegt Shen. Maar voor mensen die al bloedstamceltransplantaties krijgen voor de behandeling van kanker is de kosten-batenbalans heel anders.
Een behandeling met potentie
‘Ik ben overtuigd van de levensverlengende eigenschappen van deze mutatie’, zegt microbioloog João Pedro de Magalhães van de Universiteit van Birmingham in het Verenigd Koninkrijk. Veel mutaties die de levensduur bij muizen verlengen doen dat puur door kanker te voorkomen, zegt De Magalhães, maar deze mutatie lijkt meer voordelen te hebben. In het algemeen denkt De Magalhães dat genbewerking van bloedstamcellen ‘veel potentie heeft als behandeling tegen veroudering.’
Muizen met de mutatie hebben ook een betere motoriek dan niet-gemodificeerde muizen naarmate ze ouder worden. Daarom probeerden Shen en zijn collega’s ook om de gemodificeerde cellen te transplanteren in muizen die een aandoening ontwikkelen die lijkt op Amyotrofe Laterale Sclerose (ALS). ALS, ook bekend als motorneuronziekte, wordt gekenmerkt door het verlies van motorische controle. Voor ALS bestaat momenteel geen behandelingen. De transplantaties vertraagden de progressie van de aandoening aanzienlijk, aldus Shen.
Het team van Shen heeft in genetische databanken gekeken of er al mensen zijn die deze mutatie hebben, maar ze vonden niets.
De onderzoekers identificeerden ook een van de redenen waarom deze mutatie kankerbestrijdende effecten heeft. Ze verlaagt het niveau van PD-1, een eiwit dat veel kankers gebruiken om de reactie van het immuunsysteem te ontwijken. Verschillende geneesmiddelen tegen kanker werken door PD-1 te remmen, en sommige celtherapieën verwijderen het PD-1 gen.
Uit eerdere studies is gebleken dat het vervangen van het bloed van een oude muis door bloed van een jonge muis verjongend kan werken. Het blijft echter onduidelijk waarom jong bloed dit effect heeft of hoe het in een praktische behandeling kan worden omgezet.
