Genetisch geheugen van stamcel kan het begin zijn van kanker

Weggeopereerd stuk van de dikke darm met een tumor. Foto AARHUS UNIVERSITY HOSPITAL AARHUS UNIVERSITY HOSPITAL

Onderzoekers zien steeds vaker dat tumorcellen rechtstreeks vanuit stamcellen ontstaan. Wetenschappers onder leiding van Ian Jacobs van het University College London hebben nu ontdekt dat sommige dikkedarmtumoren dezelfde epigenetische inprenting hebben als embryonale stamcellen(Nature Genetics, online, 31 december).

Epigenetische inprenting is het aan- of uitschakelen van bepaalde delen van het genoom, doordat de cel bepaalde moleculen zoals methylgroepen aan het DNA koppelt, of veranderingen aanbrengt in aan DNA gebonden eiwitten (zogenaamde kapstokeiwitten). Inprenting heeft veel functies. Stamcellen blijven dankzij het proces ongedifferentieerd en kunnen vrijwel ongelimiteerd delen.

Stamcellen vullen daar waar nodig in het lichaam cellen aan door zich te delen en zich vervolgens te specialiseren tot een bepaald celtype, bijvoorbeeld een darmwandcel. Eenmaal gespecialiseerd kunnen de cellen zich slechts beperkt delen.

Stamcellen staan onder strenge genetische controle om niet te ontsporen, maar het kan fout gaan. In transplantatieproeven van embryonale stamcellen in muizen zonder goed werkend afweersysteem was al gebleken dat stamcellen kunnen uitgroeien tot tumoren. Wetenschappers denken dat ontspoorde stamcellen vaker aan de basis staan van kanker.

Daar heeft het team van Jacobs nu een belangrijke aanwijzing voor gevonden bij Polycomb-eiwitten. Dat zijn eiwitten die tijdelijk genen van transcriptiefactoren onderdrukken. Transcriptiefactoren zijn eiwitten die onder andere noodzakelijk zijn voor het differentiëren van de cel. Het team van Jacobs ontdekte dat DNA-methylering op deze Polycomb-gebieden ertoe kan leiden dat de cel onomkeerbaar ‘op slot’ raakt in een ongedifferentieerde stamceltoestand, en dan de potentie krijgt om ongebreideld te delen, een kenmerk van tumoren.

Jacobs c.s. suggereren dat het gevonden proces een van de eerste stappen is in de tumorontwikkeling. Daarna volgt verdere ontregeling in de cel, waarbij genetische en epigenetische fouten zich ophopen en een normale cel verandert in een snelgroeiende of uitzaaiende tumorcel.

Van een set van 177 genen die door Polycomb-eiwitten worden onderdrukt in embryonale stamcellen, vonden de onderzoekers er in dikkedarmtumoren 77 terug die ook nog zijn stilgelegd door DNA-methylering. Dat is twaalf keer zoveel als in normale cellen. De onderzoekers verkregen vergelijkbare resultaten bij een studie naar gemethyleerde genen in eierstok- en borstkanker.

Sander Voormolen

    • Sander Voormolen