meercelligheid

Volgens een aantal onderzoekers is kanker een overblijfsel uit de tijd dat er nog maar net meercellige dieren bestonden. Een eencellig dier zal zich zo vaak het kan delen. Kan kanker genezen worden door dit oeroude precambrische mechanisme uit te schakelen?

Eencelligheid was de norm
Het leven bestaat op aarde al bijna vier miljard jaar, maar het grootste deel van die tijd, gedurende meer dan twee miljard jaar, was het ingewikkeldste organisme op aarde de stromatoliet, een bacteriekolonie die een soort levende rotsen vormt en nu nog in bepaalde extreme milieus voorkomt.

Pas toen de zuurstofgehaltes voldoende hoog waren, veronderstellen wetenschappers, ontstond er een energiebron die krachtig genoeg was om ingewikkelder, meercellige organismen in leven te houden. Dit tijdstip lag iets voor het begin van het Cambrium, het tijdperk waarin (m.u.v. de raadselachtige Ediacara-fossielen) de vroegste fossielen van meercelligen zijn aangetroffen. Kortom: in de lange evolutionaire geschiedenis van het leven hebben onze voorouders verreweg het grootste deel van de tijd als eencellige doorgebracht.

Grote Samensmelting
Na de Grote Samensmelting – een gebeurtenis waarbij verschillende bacteriën de eerste cellen met celkern en gespecialiseerde orgaantjes zoals mitochondrieën vormden – werd pas de stap tot meercellige mogelijk. Meercelligheid betekent dat het organisme veel meer DNA moet bevatten. Nu pas kon dat omdat één van de samenwerkende bacteriën – die zich tot celkern zou ontwikkelen – kon leven van de energie die andere bacteriën produceerden.

Altruïsme essentieel voor meercelligheid
Meercelligheid maakte veel ingewikkelder en veelzijdiger organismen mogelijk. Dit kon alleen omdat individuele cellen hun neiging tot zelfbehoud verloren en zich in dienst stelden van het lichaam als geheel.  Een belangrijk onderdeel hiervan is dat ze alleen delen op tijdstippen dat dat voor het organisme als geheel het beste uitkomt. Sommige cellen plegen tijdens de embryonale ontwikkeling zelfs zelfmoord (apoptose).

Dier temt cel
De evolutie van één- naar meercellige ging vermoedelijk in tussenstappen. Misschien dat de eerste meercelligen, net als slijmzwammen nu, alleen in ongunstige situaties één organisme vormden. Daarna vormden zich gespecialiseerde weefsels (ook deze komen al in slijmzwammen voor, die in feite “overdoen”  wat onze verre voorouders eerder deden). De coördinatie tussen de cellen moet daarna in de loop van miljoenen jaren steeds permanenter en beter zijn geworden.

De duivelse doortraptheid van kankergezwellen
De vernuftige listen waarvan vele soorten kankers zich bedienen om zich uit te breiden, zijn veel te ingewikkeld om door toeval tot stand te zijn gekomen. Kankercellen vertonen namelijk een opmerkelijk gestructureerd gedrag. Ze verspreiden zich niet zoals bacteriën lukraak, maar vormen kolonies, tumoren, die een vorm van organisatie kennen. Ze vormen uitlopers, bloedvaten en andere organen met als doel zichzelf in leven te houden. Sommige cellen laten juist los en zaaien zich uit in de rest van het lichaam: metastase. Ze zijn vaak in staat om zich te verdedigen tegen gifstoffen.

Schrijver dezes vermoedde daarom dat wellicht zeer grote, ingewikkelde virussen zoals het kankerverwekkende Epstein-Barr virus en menselijk wrattenvirus op de een of andere manier een cel kapen en dit door middel van hun ingewikkelde DNA aan kunnen sturen als een biologische robot.

‘Kankergezwel is oeroud dier’
Astrobioloog Charles Lineweaver en Paul Davies, van oorsprong theoretisch natuurkundige, hebben een eleganter mechanisme bedacht. Diep in ons DNA liggen nog steeds de oeroude genen begraven die honderden miljoenen jaren geleden onze voorouder stuurden. Ze denken nu dat af en toe, in gang gezet door een onbekende prikkel, dit oeroude dierlijke systeem opnieuw aanschakelt waardoor de cel zich ongecontroleerd gaat delen. Een kankergezwel is volgens hen daarom te vergelijken met primitieve dieren als waterpoliepen die ook uit een klein stukje weer helemaal uit kunnen groeien.

Klopt dit? Zo ja, hoe gebruiken we deze kennis?
Collega-onderzoekers vinden de theorie weliswaar elegant, maar zijn nog niet overtuigd. Zo hebben eenvoudige dieren als platwormen geen bloedvaten, kankergezwellen wel. Andere onderzoekers zijn voorzichtig enthousiast.
We kunnen ook niet ongestraft deze genen uitschakelen, omdat we in wezen nog steeds het bouwplan hebben van een lopende en pratende worm. Deze genen liggen aan de basis van de menselijke groei en ontwikkeling. Wel kan dit nieuwe paradigma wel eens het langgezochte wondermiddel om kanker uit te schakelen, de uit-knop voor tumorgroei, opleveren.

Met dit nieuwe paradigma, stellen Davies en Lineweaver, kunnen we biologische kennis gebruiken om kankerverwekkende genen te identificeren en hun onderlinge relatie uit te zoeken. Er bestaat namelijk een vrij nauwkeurig overzicht van de manieren waarop de metazoa (meercellige dieren) met groepen protozoa (eencellige dieren) en andere organismen verwant zijn.   

Er zijn uit de medische literatuur van vrijwel elke kankersoort, zelfs de dodelijkste, gevallen van spontane remissie bekend. Hebben patiënten of artsen, of de Voorzienigheid, in die gevallen door stom toeval de kill-switch van kanker omgezet?

Bron:
New Scientist
IOP Science