Sterker maken van gezonde cellen beschermt ze mogelijk tegen kankercellen

Van kankercellen is bekend dat ze profiteren van een mechanisme dat celcompetitie heet, een kwaliteitscontrolesysteem dat er normaal gesproken voor zorgt dat onze weefsels uit gezonde cellen bestaan. Celbiologe Ana Krotenberg Garcia en haar collega’s laten nu zien dat de manier waarop kankercellen dit mechanisme uitbuiten, afhangt van het specifieke weefsel en de betrokken celtypen. De bevindingen suggereren dat het nuttig kan zijn om te onderzoeken hoe gezonde cellen sterker gemaakt kunnen worden om ze zo te beschermen tegen de schadelijke effecten van nabijgelegen tumoren. Krotenberg Garcia verdedigde op 26 juni met succes haar proefschrift.

Cellen in ons lichaam vergelijken voortdurend hoe fit ze zijn. De fitste cellen, diegenen zich het best kunnen aanpassen en het sterkst zijn, overleven in het weefsel, terwijl minder fitte cellen worden geëlimineerd. Soms worden deze minder fitte cellen simpelweg weggeconcurreerd door cellen die sneller groeien en zich sneller vermenigvuldigen. Maar in andere gevallen worden de minder fitte cellen actief gestimuleerd om zichzelf te doden, gedwongen om te veranderen in een ander celtype of uit het weefsel gedreven.

Deze zogenaamde 'celcompetitie' werkt als een kwaliteitscontrolemechanisme dat ervoor zorgt dat onze weefsels bestaan uit de gezondste en sterkste cellen. Maar kankercellen kunnen het mechanisme ook misbruiken om te overleven en te woekeren. Krotenberg Garcia: "Als je het in deze context ziet, zijn de kankercellen heel fit: het zijn superconcurrenten die gezonde cellen overtroeven."

Organoïden

Krotenberg Garcia wilde weten hoe kankercellen celcompetitie in hun eigen voordeel gebruiken in verschillende omgevingen. Ze besloot daarom darmkankercellen te bekijken in darmweefsel, waar ze ontstaan, en in leverweefsel, de eerste plek waar ze groeien nadat ze zich losmaken uit de darm en uitzaaiingen vormen.

Als je naar kankerbehandelingen kijkt vanuit het oogpunt van competitie, zou je in plaats van de kanker zwakker te maken, je ook kunnen richten op het versterken van gezonde cellen om te voorkomen dat ze verliezen.

Om celcompetitie in darmweefsel in het lab te kunnen bekijken, kweekte de onderzoeker organoïden, een soort mini-orgaantjes, waarin ze kankercellen mengde met gezonde darmcellen. In deze organoïden zorgden de kankercellen ervoor dat de gezonde darmcellen een stressreactie in gang zetten, wat uiteindelijk leidde tot hun dood. De kankercellen profiteerden hiervan, vermenigvuldigden zich nog sterker en waren in staat het mini-orgaan over te nemen.

In de lever

Krotenberg Garcia maakte ook organoïden bestaande uit darmkankercellen en galbuiscellen, levercellen die de buisjes vormen die gal transporteren. Daarnaast ontwikkelde ze microweefsels, kleine stukjes leverweefsel, die bestonden uit darmkankercellen en hepatocyten, een ander type levercellen die het grootste deel van de lever vormen en verantwoordelijk zijn voor de spijsvertering en het afbreken van giftige stoffen.

Hier zag de onderzoeker dat de kankercellen de twee typen levercellen op verschillende manieren beïnvloedden. Galbuiscellen werden gedwongen om hun identiteit te veranderen en meer op hepatocyten te gaan lijken, terwijl hepatocyten aangezet werden om te sterven.

Mogelijke behandelingen

De darmkankercellen leken echt te profiteren van de interacties met de levercellen. Krotenberg Garcia: “Als je de kankercellen in hun eentje als microweefsel houdt, onder precies dezelfde omstandigheden maar zonder de gezonde hepatocyten, groeien ze heel slecht. Als je ze door de microscoop bekijkt, zien ze er niet erg 'gelukkig' uit.”

De onderzoeker ontdekte ook dat als je de reactie van gezonde cellen op kankercellen in hun omgeving manipuleert, je ze kunt beschermen tegen het verliezen van de strijd met de kankercellen. Ze wijst erop dat deze inzichten implicaties kunnen hebben voor de ontwikkeling van nieuwe kankerbehandelingen. Krotenberg Garcia: "De meeste bestaande behandelingen proberen de kanker zwakker te maken. Als je naar kankerbehandelingen kijkt vanuit het oogpunt van competitie, zou je in plaats van de kanker zwakker te maken, je ook kunnen richten op het versterken van gezonde cellen om te voorkomen dat ze verliezen."

Ze benadrukt dat zo’n aanpak ook zou kunnen leiden tot behandelingen met minder bijwerkingen: “Bij chemotherapie dood je niet alleen de kankercellen, maar ook andere cellen, wat schadelijk is voor het lichaam.”

Nieuwe kansen

Krotenberg Garcia studeerde en werkte negen jaar in Nederland en besloot na het afronden van haar PhD terug te keren naar haar thuisland. Nu woont ze weer in Spanje, waar ze op zoek is naar een kans om haar wetenschappelijke carrière voort te zetten.

Ze praat enthousiast over haar tijd als promovendus, en in het bijzonder over haar begeleider Saskia Suijkerbuijk. Krotenberg Garcia: “ Saskia is echt een rolmodel. Ze is een geweldige wetenschapper, zeer doelgericht, verantwoordelijk en georganiseerd. Toen ik met haar ging werken, was ze net haar eigen onderzoeksgroep gestart en waren we met z'n tweeën. Saskia was heel empathisch en we konden over alles praten.”

Suijkerbuijk was degene die de aanpak ontwikkelde om met organoïden te werken die zowel gezonde cellen als kankercellen bevatten. Maar toen het niet mogelijk bleek om organoïden te maken met hepatocyten, ontwikkelde Krotenberg Garcia zelf de techniek om microweefsels met levercellen te maken. Krotenberg Garcia: “Mijn ervaring met organoïden en microweefsels komt wellicht goed van pas in Spanje, maar ik zou het niet erg vinden om iets anders te doen. Zolang ik maar door kan gaan met kankeronderzoek.”