Al decennialang nemen wetenschappers aan dat kanker pas ontstaat als de genetische informatie in onze cellen plots en ongewild verandert. Nu hebben celbiologen uit Frankrijk aangetoond dat het verhaal complexer is: tumoren kunnen ook ontstaan zonder mutaties in het DNA.
Celbiologen van het Institut de Génétique Humaine in Frankrijk hebben ontdekt dat mutaties in het DNA geen vereiste zijn voor het ontstaan van kanker. In plaats daarvan is het voldoende om bepaalde genen in het DNA ‘aan of uit te zetten’, waardoor de cel de bijbehorende eiwitten niet meer aanmaakt. Door deze zogenoemde epigenetische veranderingen kunnen cellen blijven delen en kunnen tumoren ontstaan.
Het is al langer bekend dat epigenetische processen invloed hebben op de ontwikkeling van kanker. Toch is dit de eerste keer dat wetenschappers hebben aangetoond dat kanker puur en alleen door epigenetische veranderingen kan ontstaan, los van mutaties in het DNA.
Mieren zijn magnifieke navigators
Mieren zijn in staat tot verbazingwekkende navigatieprestaties. Misschien kan waardering hiervoor helpen om deze insectensoorten te behouden.
Ontregelde fruitvliegjes
Elke cel bezit een verzameling aan genetische informatie die opgeslagen ligt in genen in het DNA. De totale verzameling aan informatie noemen we het genoom, en die is hetzelfde voor elke cel in ons lichaam. Epigenetica zorgt ervoor dat cellen met dezelfde broninformatie toch verschillende vormen en functies hebben. Elke cel leest namelijk andere genen uit en maakt daardoor verschillende eiwitten; de ‘werkers’ in de cel.
De onderzoekers, onder leiding van geneticus Giacomo Cavalli, richtten zich op het ontregelen van de activiteit van specifieke genen in fruitvliegjes. Door epigenetische veranderingen aan te brengen in de cellen van de vliegjes ontstonden tumoren die zich zelfstandig bleven ontwikkelen.
Toen de onderzoekers deze epigenetische veranderingen ongedaan maakten, ontdekten ze dat een deel van het genoom in de vliegjes alsnog ‘aan’ bleef. Hierdoor bleven de tumoren alsnog groeien.
Ook transplanteerden de onderzoekers tumoren van de zieke fruitvliegjes naar fruitvliegjes die geen epigenetische veranderingen hadden ondergaan. De tumoren groeiden ook in deze vliegjes door, wat aantoonde dat de kanker zichzelf bleef onderhouden.
Eiwitproductie staken
Voor de epigenetische veranderingen richtten de onderzoekers zich op zogenoemde polycomb-eiwitten, die in zowel fruitvliegjes als mensen voorkomen. Deze eiwitten zijn essentieel voor de deactivatie van belangrijke genen. Bij veel menselijke kankers zijn ze ontregeld. Door deze eiwitten weg te halen uit de cellen van de fruitvliegjes verstoorden de onderzoekers de werking van de beoogde genen.
Cellen maken eiwitten aan met behulp van RNA. Dat zijn kleine molecuulketens die de vertaalslag maken van DNA naar de benodigde soort eiwitten. Om te zorgen dat de fruitvliegjes geen polycomb-eiwitten meer aan zouden maken, gebruikten de onderzoekers zogenoemde RNA-interferentie (RNAi). Deze techniek schakelt specifieke stukjes RNA uit, waardoor de cel de bijbehorende eiwitten niet meer aanmaakt. Hiermee konden de onderzoekers de productie van polycomb-eiwitten in de cellen stoppen, terwijl de informatie in het DNA onveranderd bleef.
Toen de onderzoekers het RNAi–proces ongedaan maakten, gingen de cellen opnieuw polycomb-eiwitten aanmaken. Toch bleek een subset van de genen resistent tegen de teruggekeerde eiwitten. Hierdoor bleven de cellen ontregeld tijdens de celdeling, waardoor de kanker zich verder kon ontwikkelen.
Nog geen uitzaaiing
Moleculair bioloog Elzo de Wit van het Nederlands Kanker Instituut is onder de indruk van het onderzoek, omdat het aantoont dat cellen kunnen blijven delen door louter epigenetische veranderingen. ‘De volgende vraag is of dit bij mensen ook zou kunnen. Dat is ingewikkeld om uit te zoeken doordat wij een veel complexer polycomb-systeem hebben dan fruitvliegen.’
Ook vraagt De Wit zich af in hoeverre de tumoren in de fruitvliegjes ons iets kunnen leren over het echte probleem van kanker. ‘In de fruitvliegjes bleven de cellen delen om een tumor te vormen, maar ze zaaiden niet uit. Mensen gaan in het algemeen echter niet dood aan de primaire tumor, maar aan de cellen die zich door het lichaam heen verspreiden om nieuwe tumoren te vormen.’
