7 juni 2018

Resistente kankercellen dood je via hun eigen stofwisseling

Resistente cellen van een bepaald type kanker verweren zich tegen chemotherapie door hun voedingsstoffen op een andere manier te gebruiken. Dat ontdekte biochemicus Esther Zaal van de Universiteit Utrecht. De tumorvorming is alsnog te remmen door de stofwisseling van die resistente cellen te verstoren. Maandag 11 juni promoveert Zaal aan de Universiteit Utrecht.

Promovenda Esther Zaal

Bij veel kankerpatiënten die chemotherapie krijgen, blijven na verloop van tijd kankercellen over die resistent zijn tegen de behandeling. Wereldwijd zoeken onderzoekers naar manieren om die resistente cellen op een andere manier uit te schakelen. Over het algemeen richten ze zich op de veranderingen in eiwitten en DNA in resistente cellen.

Bouwstenen in plaats van energie

Promovenda Esther Zaal van de Universiteit Utrecht pakte het anders aan. Zij deed onderzoek naar één kenmerkende eigenschap van alle soorten gevoelige én resistente kanker: hun kenmerkende stofwisseling. Dat is de manier waarop een cel voedingsstoffen omzet in kleine cellulaire bouwstenen zoals aminozuren. Zaal licht toe: “Kankercellen in het algemeen zijn erg afhankelijk van suiker. De meeste kankercellen maken daaruit de energie vrij die ze nodig hebben om snel te kunnen groeien en delen. Resistente kankercellen, daarentegen, gebruiken hun suiker bij voorkeur voor het maken van specifieke bouwstenen.”

 

Ongecontroleerd delen

In haar onderzoek keek Zaal naar verschillende vormen van kanker, maar focuste vooral op multipel myeloom. Bij die vorm van kanker delen plasmacellen in onder meer het beenmerg zich op een ongecontroleerde en kwaadaardige manier. Uit gezonde plasmacellen groeien witte bloedcellen, die in het lichaam de vele duizenden verschillende soorten afweerstoffen maken. Door het ongecontroleerde delen ontstaat een overmaat van één soort witte bloedcellen en daardoor ook van één afweerstof. Dit is erg schadelijk voor het lichaam. Multipel myeloom is succesvol te behandelen met chemotherapie. Maar bij veel patiënten raakt de kanker resistent tegen de bestaande middelen, zoals het veelgebruikte Bortezomib.

Esther Zaal onderzoekt het metabolisme van resistente kankercellen met behulp van een massaspectrometer.
Esther Zaal onderzoekt het metabolisme van resistente kankercellen met behulp van massaspectrometrie.

Virtuele routekaarten

Zaal gebruikte massaspectrometrie om op moleculair niveau de verwerking van voedingsstoffen in kankercellen te volgen. “Met massaspectrometrie kun je de aanwezigheid van honderden kleine stofjes in de cel meten op basis van hun moleculaire gewicht. Wanneer je in de voeding het gewone koolstofatoom 12C vervangt door het net iets zwaardere 13C, dan kun je vaststellen in welke celproducten voedingsstoffen terechtkomen. Zo hebben we virtuele routekaarten gemaakt van de complexe stofwisseling van kankercellen.”

Cancer metabolomics zal ooit de mogelijkheid bieden om gevoelige én resistente kankercellen te behandelen.

Wapenen tegen chemo

Uit de virtuele routekaart van Bortezomib-resistente cellen van multipel myeloom kon ze concluderen dat een cruciale rol is weggelegd voor het aminozuur serine. “Op deze manier kwamen we erachter dat de resistente cellen hun suiker veel meer dan gevoelige cellen gebruiken voor het maken van het aminozuur serine. Ook zagen we dat het geneesmiddel beter werkt wanneer we serine weghalen uit het voedsel. Onze hypothese is dan ook dat resistente cellen serine gebruiken om zich te wapenen tegen chemotherapie. Precies in dat proces zou je dan ook moeten kunnen ingrijpen om het gebruik van serine en daarmee groei en resistentie te voorkomen.”

Esther Zaal (links) en haar promotor Celia Berkers

Metabolomics

Esther Zaal werd begeleid door promotor Celia Berkers, hoogleraar Metabolomics aan de UU. Metabolomics onderzoekt de rol van de kleinste moleculen in de cel. Zaals andere promotor is Albert Heck, hoogleraar Proteomics aan de Universiteit Utrecht en in 2017 één van de winnaars van de Spinozaprijs, de belangrijkste wetenschappelijke prijs in Nederland. Zaal: “Ik ben ervan overtuigd dat cancer metabolomics ooit mogelijkheden zal bieden tot het behandelen van zowel gevoelige als resistente kankercellen.”