Kankeronderzoek: zombiegenen en olifanten
Een intrigerende diepe duik in de genetica van olifanten helpt verklaren waarom ze minder vatbaar zijn voor kanker dan mensen. Het antwoord komt in de vorm van een gereanimeerd 'zombiegen'.
Ongeveer 17 procent van de mensen sterft aan kanker, maar de ziekte is geen probleem dat beperkt is tot mensen; het treft een breed scala aan soorten.
Van katten en honden tot vissen en Tasmaanse duivels - zelfs dinosauriërs met eendenbek lijken te zijn getroffen.
Interessant is dat minder dan 5 procent van de olifanten in gevangenschap aan kanker sterft. Dit is verrassend omdat ze gemiddeld 70 jaar oud worden en ongeveer 100 keer zoveel cellen hebben.
Door een lang leven te leiden en meer cellen te hebben, kan de kans op kanker toenemen. Dit komt door het feit dat elke keer dat een cel zich deelt, zijn DNA wordt gekopieerd, wat de kans op fouten vergroot. Aangezien deze fouten zich gedurende een lange levensduur ophopen, is de kans op kanker groter.
Hoe meer cellen je hebt, hoe meer kansen kanker heeft. Lange mensen hebben bijvoorbeeld een iets hoger risico op kanker dan kleinere mensen, en het totale aantal cellen in hun lichaam kan een deel van de reden zijn waarom.
Zo, binnen een soort, het aantal cellen correleert met een groter risico op kanker, maar tussen soorten, komt deze correlatie niet voor. Dit wordt Peto's paradox genoemd, genoemd naar de kankerepidemioloog Richard Peto die dit raadsel voor het eerst beschreef in de jaren zeventig.
Begrijpen wat grotere soorten beter bestand maakt tegen kanker, is zowel interessant als belangrijk; als we kunnen begrijpen hoe olifantencellen tumoren te slim af zijn, kunnen we die kennis misschien gebruiken om de kans op kanker van de mensheid te verkleinen.
Controle van schade door DNA van olifanten
In 2015 bereikten wetenschappers die onafhankelijk werkten aan de Universiteit van Chicago in Illinois en de Universiteit van Utah in Salt Lake City een doorbraak in het begrijpen van de veerkracht van olifanten tegen kanker.
Bij mensen en veel andere dieren werkt een gen genaamd p53 als een tumoronderdrukker; het identificeert DNA-schade die niet is gerepareerd en veroorzaakt celdood. Op deze manier worden cellen die het potentieel hebben om malafide te worden, in de kiem gesmoord.
Toen wetenschappers naar het genomen van olifanten keken, ontdekten ze dat ze minstens 20 exemplaren van p53 bevatten. Ter vergelijking: de meeste dieren, waaronder wij, hebben maar één exemplaar bij zich. De extra kopieën van de olifant betekenen dat cellen met beschadigd DNA sneller en efficiënter worden geïdentificeerd en vernietigd.
Om voort te bouwen op deze verrassende bevinding, publiceerde een team van de Universiteit van Chicago onlangs een nieuw artikel in het tijdschrift CelrapportenDe studie schetst een tweede deel van de puzzel, waarin verder wordt uitgelegd hoe olifanten de ontwikkeling van kanker lijken te kunnen voorkomen.
De auteurs ervan beschrijven een antikankergen dat is teruggekeerd uit de dood. Als senior studie auteur Vincent Lynch, Ph.D., een assistent professor in de menselijke genetica, legt uit: “Genen dupliceren de hele tijd. Soms maken ze fouten en produceren ze niet-functionele versies die bekend staan als pseudogenen. We noemen deze vaak afwijzend als dode genen. "
De opkomst van het zombiegen
Toen ze p53 bij olifanten onderzochten, ontdekten ze dat een pseudogen dat bekend staat als leukemie-remmende factor 6 (LIF6) niet langer een pseudogeen was en 'weer tot leven was gekomen'; het had "een nieuwe aan-schakelaar ontwikkeld".
De nieuw leven ingeblazen functie van LIF6 zorgde voor een ander stukje van de puzzel; eenmaal geactiveerd door p53, kan LIF6 reageren op beschadigd DNA door de cel aan te vallen en te doden. Het doet dit door een eiwit te produceren dat mitochondriale membranen doorboort, waardoor de stroomvoorziening van de cel wordt vernietigd en deze snel wordt gedood.
'Dit dode gen kwam weer tot leven. […] Dit is gunstig omdat het werkt als reactie op genetische fouten, fouten die worden gemaakt wanneer het DNA wordt gerepareerd. Het wegwerken van die cel kan een volgende kanker voorkomen. "
Vincent Lynch, Ph.D.
Dit zombiegen lijkt olifanten al heel lang te helpen kanker te ontwijken: van 25 tot 30 miljoen jaar geleden. "We kunnen de trucs van de evolutie gebruiken om erachter te komen wanneer dit ter ziele gegane gen weer functioneel werd", legt Lynch uit.
Ze vermoedden dat het LIF6-gen weer werd ingeschakeld op ongeveer hetzelfde moment dat de verre verwanten van de olifant ter grootte van een groundhog in gestalte begonnen te groeien. Genetische mutaties zoals deze hebben olifanten mogelijk geholpen om te evolueren tot de kolossen die ze nu zijn.
"Grote, langlevende dieren moeten robuuste mechanismen hebben ontwikkeld om kankercellen te onderdrukken of te elimineren om zo lang te kunnen leven als ze leven en om hun volwassen grootte te bereiken", legt co-auteur Juan Manuel Vazquez uit.
De bevindingen zijn intrigerend; Ze geven niet alleen nieuwe inzichten in kanker, ze geven ons ook een kijkje in de evolutie van de olifant. Vervolgens is het team van plan om LIF6 te onderzoeken, waarbij het zich concentreert op precies hoe het apoptose veroorzaakt.
