Het met RNA-moleculen ‘onklaar’ maken van delen van het ademhalingsenzym CcO leidt tot verandering van normale cellen in kankerachtige.(afb: : universiteit van Pennsylvania).
Kanker is een ziekte van, vrijwel, ongeremd delende cellen, die zich bovendien ook nog eens door het lichaam verplaatsen. Vrij algemeen wordt aangenomen dat veranderingen in genen de oorzaak van de woekerziekte is, maar een recente studie zou aannemelijk hebben gemaakt dat fouten in de mitochondriën, de ‘krachtcentrales’ van een cel, wel eens een (de?) oorzaak zou kunnen zijn voor het uitbreken van kanker. ‘Misvormingen’ van het enzym cytochroom-c-oxidase (CcO), een stof die een wezenlijke functie heeft in de ademhalingsketen, zouden verraden dat het mis is.
Het onderzoek, dat onder meer is uitgevoerd aan de universiteit van Pennsylvania (VS) lijkt aannemelijk te hebben gemaakt dat defecten in de mitochondriën een belangrijke rol spelen in de overgang van normale naar kankercel. Als de onderzoekers een basiscomponent voor de mitochondriën verstoorden, het genoemde CcO, veranderden de tot dan toe normale cellen in kankerachtige cellen. In 1924 kwam de Duitse bioloog Otto Warburg er achter dat kankercellen meer glucose (suiker) verbruiken dan normale cellen en dat ze fouten bevatten in de ‘grana’ (=korrels), die we nu mitochondriën noemen. Hij veronderstelde dat mitochondriale defecten tot problemen leiden in de energieproductie, de zogeheten oxidatieve fosforylering, en dat dat er mee toe bijdroeg dat de cellen kankercellen werden. “Het eerste deel van de hypothese is recht overeind blijven staan”, zegt onderzoeker Narayan Avadhani van de Penn-uni. “Kankercellen zijn afhankelijker van suiker als energiebron en ze produceren grote hoeveelheden melkzuur. Het tweede deel, over de defecte mitochondriën, is altijd controversieel geweest.”
Om daar een uitspraak over te kunnen doen is ruim 90 jaar na dato de proef op de som genomen. De onderzoekers namen diverse cellen, zoals bot- en niercellen en gebruikten RNA-moleculen om de werking van cytochroom-c-oxidase te ontregelen. Dat enzym helpt bij de omzetting van zuurstof in water, waardoor ATP (adenosinetrifosfaat) kan worden gevormd. ATP is de ‘batterij’ die de energie levert voor allerlei processen in de cel. Door slechts een onderdeel van het enzym CcO ‘onklaar’ te maken deden zich al allerlei grote veranderingen voor in de mitochondriën en ook de rest van de cel. Avadhani: “De cellen kregen de trekken van een kankercel.” De cellen werden door die verandering in CcO afhankelijker van glucose en er werd minder ATP aangemaakt. Ze schakelden van het normale oxidatieve fosfyleringsproces grotendeels over op de glycolyse, waarmee ook ATP gemaakt kan worden, maar veel minder efficiënt. De cellen bleken ook in staat zich te verplaatsen naar andere weefsels, waartoe ook kankercellen in staat zijn. In een driedimensionale kweek, die een beetje lijkt op het echte leven, vormden de ‘gestoorde’ cellen grote, langlevende kolonies, zoals in tumoren.
De onderzoekers ontregelden ook onderdelen van CcO in kankercellen uit borst- en slokdarmweefsel. Daar bleken de cellen nog invasiever te zijn. Vervolgens keken de onderzoekers naar tumoren van menselijke patiënten en vonden dat cellen in gebieden die het meest verstoken zijn van zuurstof, wat in tumoren normaal is, defect CcO bevatten. Avadhani: Dat alleen vertelt ons natuurlijk niet of dat de oorzaak of het gevolg is van tumoren, maar onze proeven met cellen in kweken toont duidelijk aan het disfunctioneren van de mitochondriën een drijvende kracht is achter de tumorvorming.”
Door het CcO onklaar te maken, ging er van de mitochondriën een seintje naar de celkern dat er iets miste. Zoiets had de onderzoeker eerder gezien in cellen met een mankement aan het mitochondriaal DNA (de mitochondriën hebben een eigen genoompje). Ook dat wordt in verband gebracht met kanker.
Avadhani en zijn medeonderzoekers willen nu uitzoeken of het blokkeren van die signalen een manier is om de ontwikkeling van kanker tegen te gaan. “Daartoe ontwikkelen we een hele reeks kleine moleculen en antilichamen. Hopelijk zorgt die blokkade niet dat cellen in de kankermodus vervallen, maar dat ze gewoon sterven.”
Bron: Science Daily