DNA reparatie in de strijd tegen kanker
Ons DNA wordt voortdurend gebombardeerd met stoffen die het kapot maken. Bovendien ontstaan er ook fouten als er een cel zich deelt doordat er iets mis gaat bij het kopiëren van het DNA. Ondanks al deze fouten zijn er maar heel weinig cellen die ontsporen en overgaan in een kankercel. Het geheim: iedere cel bevat een ingenieuze reparatiedienst die de schade steeds weer herstelt.
DNA is het enige molecuul in een cel dat gerepareerd wordt. Alle andere grote moleculen, zoals RNA, eiwitten en koolhydraten, worden regelmatig afgebroken en opnieuw aangemaakt op basis van de genetische code die in het DNA is opgeslagen. Schade aan het DNA veroorzaakt een verandering van de genetische code, waardoor de verkeerde eiwitten worden gemaakt in een cel. Dat kan leiden tot ontsporen van de cel en het ontstaan van kanker. Om een cel gezond te houden moet het DNA intact blijven.
Klus
En daaraan hebben cellen een grote klus. Zelfs als we aanraking met schadelijke stoffen of straling (zoals sigarettenrook en UV-straling) helemaal vermijden, dan ontstaan er in iedere cel in ons lichaam dagelijks wel tienduizend DNA-beschadigingen. Die worden veroorzaakt door moleculen die ons lichaam zelf maakt. Het gaat om een soort veranderde zuurstof moleculen, bijproducten van onze normale energiehuishouding. Deze moleculen maken het DNA kapot, ongeveer net zoals zuurstof ijzer doet roesten.
Maar dat is nog niet alles. Schade ontstaat ook door fouten tijdens de celdeling. Het DNA in iedere menselijke cel bestaat uit 2 strengen met totaal 6 miljard bouwstenen. Met zoveel bouwstenen is de kans dat er iets mis gaat tijdens het kopiëren best groot. En vooral bij snel delende cellen, zoals die in het darmepitheel, tikt dat aardig aan.
Reparatie
- Illustratie: Graham Johnson (graham@fivth.com) gemaakt voor het Howard Hughes Medical Institute
Als al deze fouten in het DNA zich zouden opstapelen dan zou ons leven niet lang duren. Maar gelukkig hebben cellen diverse reparatiemechanismen die continu bezig zijn de fouten te herstellen. Deze systemen zijn gekoppeld aan het netwerk van signalen die celdeling regelen, waardoor de deling zelfs uitgesteld kan worden totdat alle DNA gerepareerd is. Als de schade te groot is dan wordt het zelfmoordprogramma in de cel geactiveerd.
Bij de reparatie zijn heel veel eiwitten betrokken, ieder met hun eigen taak. Zo zijn er eiwitten die de fout in het DNA herkennen, doordat ze de knik kunnen voelen die ontstaat als er een verkeerde bouwsteen ingebouwd is tijdens het kopiëren. Zodra er een fout gevonden is, worden andere eiwitten ingeschakeld, die de verkeerde bouwstenen verwijderden zonder de rest van het DNA te vernielen. Tenslotte zijn er eiwitten die ervoor zorgen dat het ontstane gat opgevuld wordt met de juiste bouwsteen.
Op het bovenste plaatje is in het geel een beschadiging in het DNA te zien. Eiwitten herkennen deze beschadiging en verwijderen deze en zorgen voor de reparatie die helemaal onderaan te zien is. Het DNA is zo goed als nieuw!
Ouderdom
Bij het ouder worden hoort dat alles minder goed gaat werken. En dat geldt helaas ook voor de DNA reparatiesystemen. Hierdoor wordt de DNA-schade niet goed meer hersteld. Het gevolg is dat fouten zich opstapelen en juist dat vergroot de kans op kanker. Daarom wordt kanker ook wel een ouderdomsziekte genoemd.
Ouder worden is iets dat we moeilijk kunnen voorkomen. Onderzoek aan muizen heeft echter laten zien dat we het misschien wèl kunnen vertragen, en wel door minder te eten. Muizen die onbeperkt voedsel voorgeschoteld krijgen, leven veel korter en zien er eerder oud uit dan muizen die maar een beperkt aantal calorieën per dag mogen eten. Bovendien neemt in de groep veelvraten de DNA-schade ook veel sneller toe. Onderzoekers denken dat dit komt door een sneller verbrandingsproces waardoor er meer schadelijke bijproducten ontstaan die het DNA beschadigen.
Minder eten vermindert ook de kans op kanker. Muizen met een mutatie in een bepaald gen, het tumorsupressor gen APC, krijgen heel veel poliepen, gezwellen in de darmen die uit kunnen groeien tot een tumor.
Maar, als zulke muizen 40 procent minder eten krijgen dan ze normaal kunnen verorberen, dan is hun kans om zulke poliepen te krijgen wel 60 procent kleiner. Het lijkt er dus op dat een dieet met een beperkt aantal calorieën veroudering vertraagt en de kans op darmkanker verlaagt.
Denk je dat jij niet minder kan gaan eten? Eet dan beter. Muizen die zoveel aten als ze wilden van een dieet rijk aan olijfolie, fruit en groenten hadden 33 procent minder darmpoliepen dan de muizen die zich vol vraten aan een gewoon muizendieet...
