Unieke doorbraak De weg naar het eeuwige leven gevonden

Onderzoekers ontcijferen het verouderingsproces en het kankerverwekkende enzym

Onderzoekers hebben nu onderzoek voltooid dat twintig jaar duurde en zochten naar een complex enzym dat het verouderingsproces en de ontwikkeling van kanker kon voorkomen. Om dit te doen herstelden de experts de uiteinden van chromosomen in planten, dieren en mensen.

De wetenschappers van de Universiteit van Californië, Berkeley hebben een onderzoek afgerond naar de impact van chromosomen op kanker en veroudering. De artsen publiceerden de resultaten van hun huidige studie in het Engelse tijdschrift "Nature".

Zal het in de toekomst mogelijk zijn om het verouderingsproces te stoppen of te vertragen door onze telomeren te manipuleren? (Afbeelding: Syda Productions / fotolia.com)

Artsen decoderen de architectuur van telomerase

De ontsleuteling van de enzymarchitectuur, telomerase genaamd, zou kunnen leiden tot de ontwikkeling van nieuwe geneesmiddelen om het verouderingsproces te vertragen of te blokkeren of om nieuwe behandelingen voor kanker te ontsluiten. De resultaten van de studie bieden een structureel kader voor een beter begrip van mutaties in menselijke telomeraseziekte en zijn een belangrijke stap op weg naar telomerase-gerelateerde klinische therapeutica, zei studie auteur Kathleen Collins van de University of California, Berkeley. Telomerase beïnvloedt microscopische enveloppen, telomeren genaamd, die de uiteinden van chromosomen in alle cellen bedekken.

Wat zijn telomeren?

Bij de mens bevat elke cel 23 paren chromosomen, inclusief een paar geslachtschromosomen (het X- en Y-chromosoom), die verschillen bij mannen en vrouwen. De Australisch-Amerikaanse bioloog Elizabeth Blackburn, die in 2009 de Nobelprijs voor Geneeskunde ontving voor de ontdekking van telomeren en hun beschermende functie in de jaren 70, vergeleek ze met de kleine plastic doppen die veters beschermen tegen rafels.

Hoe worden telomeren uitgeschakeld??

Op een gegeven moment vervalt echter het telomeer. Telkens wanneer een cel zich deelt, worden de telomeren iets meer versleten totdat de cel stopt met delen en sterft. Dit is waarschijnlijk erg belangrijk voor het natuurlijke verouderingsproces, zeggen de artsen. In 1985 ontdekte Blackburn telomerase en zijn opmerkelijke vermogen om de levensduur van een cel te verlengen door telomeren opnieuw op te bouwen met extra stukjes DNA als het ware, zoals het vernieuwen van een band. Met andere woorden, telomeren kunnen van cruciaal belang zijn voor het verbeteren van de levensduur en het beïnvloeden van verschillende ziekten, zeggen de artsen.

Nadelen van een gebrek aan telomerase

Erfelijke genetische mutaties die interfereren met telomerase-functie veroorzaken stoornissen, aldus de onderzoekers. Een tekort aan het enzym zou de celdood kunnen versnellen. Aan de andere kant ondersteunt te veel telomerase ongeremde groei van cellen in de meeste menselijke kankers. Eerdere pogingen om geneesmiddelen te ontwikkelen die de expressie van het enzym regelen, werden belemmerd door een onvolledig begrip van de structuur en de organisatie van het telomerasecomplex, voegen de onderzoekers toe.

Cryo-elektronenmicroscoop gedecodeerde moleculaire structuren

Om de telomerasecode te kraken, gebruikten onderzoekers een ultramodern cryo-EM waarmee ze het enzym in actie konden zien bij ongekende resoluties van zeven of acht angström. Een angström is een lengte-eenheid en een lengte van tien miljardste van een meter. Cryo-EM kan de moleculaire structuren van verbindingen die niet kunnen worden gekristalliseerd en afgebeeld met röntgenstralen decoderen. De ontwikkelaars van de technologie hebben de Nobelprijs voor de Scheikunde 2017 ontvangen.

Kan het verouderingsproces in de toekomst worden omgekeerd??

Een onderzoek uit 2010 toonde aan dat bij muizen die met telomerase werden behandeld, het verouderingsproces was omgekeerd. En in 2011 vonden wetenschappers een manier om leeftijdgerelateerde cellen van mensen ouder dan 90 jaar in verjongde stamcellen te veranderen die niet te onderscheiden zijn van die in embryo's. In verschillende laboratoriumexperimenten zijn al verschillende kritieke verouderingstekens in cellen opnieuw ingesteld, inclusief de grootte van telomeren. (As)