Waarom krijgen olifanten bijna nooit kanker?

Olifanten krijgen veel minder vaak kanker dan mensen, hoewel de grote dieren veel meer cellen hebben. Onderzoekers denken dat ze de oplossing voor die paradox gevonden hebben, en die oplossing kan op termijn leiden tot nieuwe manieren om mensen te beschermen tegen kanker. De cellen van een olifant blijken 20 allelen - genenparen - te hebben van een belangrijk gen dat kanker onderdrukt, terwijl mensen maar een paar hebben.
Wilde olifanten in Zimbabwe.

Het gen TP53 codeert voor een proteïne, p53, die cellen waarvan het DNA beschadigd is, helpt zich te herstellen of "zelfmoord" te plegen, als ze blootgesteld worden aan kankerverwekkende stoffen.

De ontdekking van twee verschillende teams van onderzoekers, dat olifanten extra kopieën hebben van het gen, bewijst niet dat die extra genen olifanten immuun maken voor kanker, maar als het resultaat bevestigd wordt door verder onderzoek, zouden onderzoekers kunnen proberen om geneesmiddelen te ontwikkelen die het effect van de extra genen nabootsen. 

Peto's paradox

Dokter Joshua Schiffman, een pediatrisch kankerspecialist aan de University of Utah die de leiding had over een van de twee teams, begon zijn onderzoek nadat hij een aantal jaar geleden een lezing had bijgewoond over Peto's paradox.

Die gaat over het feit dat grote dieren, onder meer olifanten en walvissen, relatief gezien weinig kanker krijgen, hoewel ze veel meer cellen hebben dan kleinere soorten. Olifanten hebben wel 100 keer meer cellen dan mensen, en aangezien kanker ontstaat wanneer er iets mis gaat bij de celdeling, hebben zij in principe veel meer kans dat er iets mis zal gaan. Desondanks stelde het team van Schiffman vast aan de hand van lijkschouwingen, dat bij olifanten minder dan een op de twintig sterft aan kanker, terwijl dat bij mensen tussen een op de negen tot zelfs een op de vier geschat wordt.

De spreker op de lezing vermeldde dat het erop leek alsof olifanten extra kopieën hebben van het TP53-gen, terwijl er onder de patiënten van Schiffman kinderen waren die onvolledige TP-53-genen hebben, maar één exemplaar van het genenpaar, door een aandoening die het syndroom van Li-Fraumeni genoemd wordt. Die kinderen hebben meer dan negentig procent kans om kanker te ontwikkelen gedurende hun leven, en dus ging Schiffman op zoek naar aanwijzingen in het bloed van acht olifanten, circusdieren en dieren uit de plaatselijke zoo.

Zelfvernietiging

Zowel zijn team als een ander team van onderzoekers ontdekten dus dat de olifanten 40 exemplaren van het TP53-gen hebben, 20 paren, tegenover slechts één paar bij gezonde mensen en slechts één gen bij Li-Fraumeni-patiënten.

Het andere team onderzocht ook, aan de hand van bevroren specimens, zestig andere diersoorten, en ontdekte dat enkel olifanten en wolharige mammoeten - hun uitgestorven verwanten - extra exemplaren hadden van het kanker onderdrukkende gen.

Vervolgens onderzocht het team van Schiffman hoe de cellen van olifanten reageerden op bestraling, in vergelijking met cellen van tien gezonde mensen en cellen van 10 patiënten met het syndroom van Li-Fraumeni. 

Het bleek dat de olifantencellen zichzelf dubbel zo vaak vernietigden, in 14,6 procent van de gevallen, als de cellen van gezonde mensen (7,2 procent), en meer dan vijf keer zo vaak als de cellen van de Li-Fraumeni-patiënten (2,7 procent). Cellen die zichzelf niet kunnen herstellen of zichzelf niet vernietigen als ze blootgesteld zijn aan kankerverwekkende stoffen, worden vatbaar voor het ontwikkelen van kanker.

"Als de cellen waarvan het DNA beschadigd is, vernietigd worden, belet men dat ze kankerachtig zouden worden, en dat is veel effectiever als kankerpreventie dan te proberen de vermenigvuldiging tegen te houden van muterende cellen die niet in staat zijn zichzelf te herstellen", zei Joshua Schiffman. 

Het tweede team bracht de TP53-genen van olifanten in in cellen van muizen, en ontdekte dat die cellen zich net zoals die van de olifanten gedroegen, en zichzelf vernietigden als ze blootgesteld werden aan stoffen die het DNA beschadigen, zei mede-auteur Vincent Lynch, een evolutionaire bioloog aan de University of Chicago. Zijn studie wordt bekeken door collega's voor publicatie en is deze week online gepubliceerd.

De studie van het team van Schiffman is gepubliceerd in JAMA, het Journal of the American Medical Association.

AP2013

Onderzoek naar behandelingen

Het team van Schiffman is nu op zoek naar fondsen om onderzoek te doen naar mogelijke behandelingen, gebaseerd op het onderzoek naar de olifantencellen. En hoewel studies bij mensen zeker niet voor de eerstkomende jaren zijn, "zijn we er van overtuigd dat we iets zeer intrigerends hebben gevonden", zei Schiffman. 

Dokter Judy Garber, het hoofd van de afdeling kankergenetica en preventie aan het Dana-Farmer Cancer Institute in Boston, is het daarmee eens en noemt het onderzoek "intrigerend maar nog zeer voorlopig".

Dokter Ted Gansler van de American Cancer Society stelde vast dat het onderzoek niet tot een onmiddellijke behandeling voor mensen zal leiden, maar hij merkte op dat vooruitgang in de strijd tegen kanker "soms uit een onverwachte hoek kan komen". Hij wees daarbij op het feit dat onderzoek naar de ontwikkeling van het ooglid en de tanden bij muizen, uiteindelijk geleid heeft tot geneesmiddelen die gebruikt worden tegen darmkanker, keelkanker en verschillende andere kankers.

Science Photo Library

Het tumor onderdrukkend proteïne p53 (links blauw-groen en rechts lila-purper) gebonden aan een DNA-molecule (de spiraal in het midden). De proteïne verhindert de vermenigvuldiging van cellen met beschadigd DNA en wordt aangemaakt als antwoord op blootstelling aan straling of chemische stoffen die de structuur van het DNA beschadigen.

p53 bindt zich op bepaalde specifieke sequenties in het DNA en legt de celcyclus stil, het mechanisme waarmee de cel zich deelt. Als er slechts beperkte schade is, activeert p53 genen die betrokken zijn bij het herstellen van het DNA, maar als de schade niet te herstellen is, zet de proteïne het mechanisme voor celdood (apoptosis) in werking. De proteïne p53 speelt een zeer belangrijke rol bij het verhinderen van de vermenigvuldiging van kankerachtige cellen: in de helft van alle kankers blijkt dat p53 inactief is.

Meest gelezen