Kanker en de nieuwste wetenschappelijke inzichten (2)

Voorwoord
George Johnson (the New York Times) vertelt in dit vrij vertaalde artikel op begrijpelijke wijze de nieuwste inzichten over de link tussen kanker en junk-DNA, het microbioom en micro-RNA. In deel 1 worden deze kort besproken en in deel 2 wordt het “grijze” gebied nader bekeken.

Hanahan en Weinberg zijn de samenstellers van de huidige kankerbijbel “The Hallmarks of Cancer”, geruime tijd de meest geciteerde publicatie in Cell. De onderzoekers verzamelden uit gigantische berg informatie studies en vatten deze samen in 6 eigenschappen. Volgens Hanahan en Weinberg worden deze eigenschappen gedeeld door de meeste en misschien wel alle menselijke soorten kankers. Zij voorspelden in 2000 dat binnen 20 jaar het netwerk van de kankercel in kaart zou zijn gebracht. Destijds werd het vergeleken met transistors op een computerchip. Het doel was om kanker te presenteren als chemie of natuurkunde oftewel de toekomst voorspellen met als basis determinatie.

De grenzen oftewel oogkleppen, de paradigma’s van de kankerbijbel lijken te vervagen, het lijkt erop dat de transistors op de chip opgebouwd zijn uit transistors. Weinberg’s reactie op deze ontdekking:

“I still think that the wiring diagram, or at least its outlines, may be laid out within a decade”

Weinberg verklaart in een email dat microRNA, oftewel miRNA, zich als minitransistors of als versterkers kunnen gedragen. Echter om invloed te kunnen uitoefenen op het signaal, moeten deze schakelingen deel uitmaken van het circuit.

Met de pakkende titel: “Hallmarks of Cancer: The Next Generation” citeren Weinberg en Hanahan twee nieuwe eigenschappen (oftewel kenmerken), toekomstig onderzoek kan aantonen dat deze cruciaal zijn voor de eventuele ontwikkeling van kwaadaardige cellen. De potentiele kracht van een afwijkende cel is de mogelijkheid om het metabolisme te beinvloeden. Dit kan resulteren in een wildgroei en uitschakeling van het immuunsysteem.

Onbeschreven genootschappen

Zelfs als er een blauwdruk gemaakt kan worden van de electronische chip van de kankercellen zullen er vele kortsluitingen onbeschreven blijven. Uit recente studies blijkt dat een tumor niet, zoals aangenomen uit homogene kankercellen bestaat, binnen het gezwel bevinden zich enclaves van gezonde cellen.

Fibroplasten zijn cellen die normaliter de taak van de extracellulaire matrix (stevigheid) op zich nemen. Echter deze fibroplasten kunnen ook collaboreren met afgescheiden tumor eiwitten. Inplaats stevigheid voor een gezonde cel bouwt het een kasteelmuur om de kwaadaardige cellen. Het immuunsysteem botst tegen deze muur en als reactie worden cellen geproduceerd welke die gewoonlijk wonden genezen. De signalen van deze genezende cellen blijken voor de kwaadaardige cellen als brandstof te dienen. Daarnaast blijkt het de vorming van nieuwe bloedvaten (angiogenese) te bevorderen. Ook endotheel cellen, verantwoordelijke voor de beschermende laag in de wanden van de bloedvaten, worden overgenomen door het bloedvatensysteem van het gezwel.

Het is op dit moment onmogelijk om uit al deze processen een wetenschappelijke oorzaak en gevolg aan te wijzen. In tegenstelling tot de bijbel “Hallmarks of Cancer: The Next Generation” worden tumoren tegenwoordig niet meer vergeleken met het absolute kwaad maar als een afvallige in de samenleving van het lichaam.

Naast de meer en meer complexe wordende uitwisseling van de informatie tussen de menselijke cellen doemt het microbioom op. Het microbioom bestaat uit de microben die samenleven met het menselijk lichaam. Tot deze groep behoren o.a. de microben in onze mond, op de huid, van het ademhalingssysteem, maag en spijsverteringssysteem. Elke soort microbe heeft zijn eigen verzameling van genen welke informatie kan uitwisselen met menselijke cellen.

De signalen die deze microbe afgeven zijn ongelooflijk complex, legt Nicholson (Imperial College London) uit. Metabolische signalen worden naar elkaar geseind, deze chemicalen worden continue afgescheiden en hiermee worden onze biologische processen gestimuleerd. Het is werkelijke verbazingwekkend, wat er in ons lichaam aanwezig is en er gebeurt van alles en van het meeste weten we weinig tot niets laat staan begrijpen.

Zo hebben mensen op verschillende plaatsen in de wereld ook verschillende micribiologisch ecosystemen. In 2010 vonden onderzoekers het bewijs dat het Japanse microbioom een gen had overgenomen van een zeebacterie, dit om zeewier te kunnen gaan verteren. Dit gen wordt niet gevonden in de magen van Noord-Amerikanen. Het idee dat mensen uit verschillende regio’s een co-evolitie hebben ondergaan met verschillende microbiologische ecosystemen, naast dieet, levensstijl en andere milieufactoren, kan een verklaring zijn waarom specifieke soorten kanker in deze regio’s optreden.

De samenstelling van het microbioom verandert niet alleen geografisch maar ook met de tijd. Door verbeterde hygiene, verandering van het voedsel en het stijgende gebruik van antibiotica is het aantal van Helicobacter pylori in de westerse wereld sterk gedaald. Ook het aantal gevallen maagkanker is sterk gedaald, echter tegelijkertijd is er een toename van slokdarmkanker. Hieruit is de hypothese ontstaan dat Heliobacter pylori ook bescherming biedt.

Zhiheng Pei (New York University) is ervan overtuigd dat de situatie nog veel complexer is. Twee verschillende microbiologische ecosystemen zijn in de slodarmen geidentificeerd. Het laboratorium van Pei heeft ontdekt dat de mensen met een ontstoken slokdarm of een prekanker, Barret oesofagus, zich een andere ecosysteem in de slokdarm huisvest: Type II microbioom.

Pei vertelt: op dit moment is het onduidelijk of het Type II microbioom de oorzaak is voor slokdarmziektes of dat deze ziektes de verandering van het micribioom van Type I naar II veroorzaken. In ieder geval, chronische blootstelling van de slokdarm aan een abnormaal microbioom kan een essentiele stap zijn in de beschadiging van de slokdarm welke uiteindelijk kan resulteren in kanker.

Onzichtbare vijanden

Harold Varmus (National Cancer Institue) beschreef op de conferentie in Orlando het initiatief Provocative Questions als een nieuwe poging om de bestaande mysteries en paradoxen te toetsen en men hiermee misschien antwoorden vindt die ons een stap vooruit helpen.

In onze haast oftewel competitie doen we dingen die het meest voor de hand liggen, hierbij vergeten we aandacht te schenken aan de vele onverklaarbare fenomenen, vertelt Varmus.

Bijvoorbeeld, waarom veroorzaakt het Eppstein-Barr virus verschillende soorten kanker in geogeafisch verschillende bevolkingsgroepen? Waarom lopen patienten met een aantal neurologische ziektes, zoals Parkinson, Huntington, Alzheimer en Fragile X een lager risico op de meeste soorten kanker? Waarom zijn sommige weefsels gevoeliger voor het ontwikkelen van kanker dan andere? Waarom ontwikkelen sommige mutaties een prekanker in sommige types cellen en niet in andere?

www.nytimes.com