Ureumstoornissen in de lever kunnen wijzen op kanker
De ureumcyclus is de belangrijkste manier waarop het menselijk lichaam stikstofafval afvoert. Nieuw onderzoek suggereert dat verstoringen in dit proces een vroeg teken van kanker kunnen zijn.
Een nieuwe studie, nu gepubliceerd in het tijdschrift Cel, suggereert dat de manier waarop het menselijk lichaam stikstof verwerkt, de sleutel kan zijn tot het vinden van nieuwe manieren om kanker op te sporen en te vernietigen.
Stikstof is een gas dat van vitaal belang is voor alle organismen. Zowel planten als dieren hebben het nodig om eiwitten te maken.
Wanneer ons lichaam stikstof verwerkt, maakt het een stof aan die ureum wordt genoemd als afvalstof; het lichaam elimineert deze stof later via de urine.
Dit metaboliseringsproces wordt de ureumcyclus genoemd en vindt plaats in de lever.
Nieuw onderzoek suggereert dat ontregeling in de ureumcyclus een marker van kanker zou kunnen zijn. De nieuwe studie werd geleid door Dr. Ayelet Erez, van het Weizmann Institute of Science in Rehovot, Israël.
Het bestuderen van ontregeling van ureum en tumoren
Dr. Erez en zijn collega's veranderden de genetische expressie van ureumcyclus-enzymen in de karteldarmtumoren van knaagdieren en vergeleken hun ureumniveaus met die van controlemuizen.
De muizen bij wie de ureumcyclus was verstoord, hadden lagere bloedspiegels van ureum en hogere concentraties van een stof genaamd pyrimidine in hun urine.
De wetenschappers onderzochten ook de medische dossiers van 100 kinderen bij wie kanker was vastgesteld in het Sourasky Medical Center in Tel Aviv.
"We ontdekten dat op de dag van hun opname in het ziekenhuis", legt de hoofdonderzoeker uit, "kinderen met kanker een aanzienlijk lagere ureumspiegel in hun bloed hadden, vergeleken met gedocumenteerde ureumspiegels bij gezonde kinderen van dezelfde leeftijd."
Ten slotte analyseerden de onderzoekers ook grote genomische sets op zoek naar DNA-mutaties die zouden kunnen duiden op verstoringen in de ureumcyclus.
Ze vonden mutaties in DNA, RNA en eiwitten, wat duidt op een overmaat aan pyrimidine. Dit wordt geproduceerd door de synthese van stikstof en kan op zijn beurt de groei van kankercellen bevorderen.
Over het algemeen suggereren de bevindingen dat disfuncties in de ureumcyclus een goede indicator kunnen zijn voor kanker.
"Standaard laboratoriumtests controleren op hoge niveaus van ureum in het bloed, maar we laten nu zien dat lage niveaus ook op een probleem kunnen duiden", zegt Dr. Erez. "Kankercellen verspillen niets, ze gebruiken zoveel mogelijk stikstof in plaats van het af te voeren in de vorm van ureum, zoals normale cellen."
Tumoren kwetsbaar maken voor immunotherapie
Zoals de onderzoekers uitleggen, vertegenwoordigen hoge niveaus van pyrimidine zowel goed als slecht nieuws. Het slechte nieuws is dat het ervoor kan zorgen dat de kanker zich sneller en agressiever kan verspreiden, maar het goede nieuws is dat de mutaties die verband houden met overmatig pyrimidine, kankercellen kwetsbaarder kunnen maken voor een aanval van het immuunsysteem.
Daarom zouden maligniteiten die worden gekenmerkt door een ontregelde ureumcyclus gemakkelijker kunnen worden vernietigd met immunotherapie.
Om deze hypothese te testen, onderzochten Dr. Erez en collega's melanoomtumoren en ontdekten dat de tumoren met ontregelde ureumcycli beter reageerden op immunotherapie. Dr. Erez en collega's concluderen:
"Alles bij elkaar genomen, tonen onze bevindingen aan dat [ontregeling van de ureumcyclus] een veelvoorkomend kenmerk is van tumoren die de carcinogenese, mutagenese en immunotherapie-respons sterk beïnvloeden."
Bovendien, zeggen de onderzoekers, zouden de resultaten kunnen leiden tot betere instrumenten, niet alleen voor het diagnosticeren van kanker, maar ook voor de behandeling ervan.
"Nog een andere mogelijkheid die het onderzoeken waard is," zegt Dr. Erez, "is of genetische manipulatie van de tumor om een dergelijke ontregeling te veroorzaken voorafgaand aan immunotherapie de effectiviteit van de therapie kan verhogen."
