Je leest:

Vijftien sigaretten, één mutatie

Vijftien sigaretten, één mutatie

Genoom van longkanker en huidkanker ontrafeld

Auteur: | 17 december 2009

Deze week presenteert vakblad Nature het complete genoom van longkanker en huidkanker. In het DNA van de kankercellen zijn de schadelijke effecten van respectievelijk sigarettenrook en UV-licht duidelijk terug te zien.

Schadelijke stoffen, zoals sigarettenrook, brengen veranderingen aan in ons DNA. Bij langdurige blootstelling hoopt het aantal mutaties steeds verder op. Uiteindelijk is de schade onherstelbaar en kan kanker ontstaan. In het DNA van een kankercel zijn twee soorten mutaties te vinden; de driver mutaties, die ervoor zorgen dat de cel zich gedraagt als een kankercel en de passenger mutaties, die wel veroorzaakt zijn door schadelijke stoffen maar zelf niet bijdragen aan de ziekte.

Genetische handtekening

Door al die mutaties in kaart te brengen, kunnen wetenschappers de geschiedenis van een kankercel helemaal nagaan. In het Cancer Genome Project is het DNA van longkanker en huidkanker tot in detail onderzocht. Het genetisch materiaal van kankercellen en gezonde cellen van dezelfde patiënt werd met elkaar vergeleken. Het resultaat is een catalogus van mutaties die allemaal toe te schrijven zijn aan kanker.

Huidkankercellen werden, voor het starten van de behandeling, afgenomen bij een 43-jarige man. Blootstelling aan UV-licht is een belangrijke risicofactor voor huidkanker. Het UV-licht verstoort de vorm van de dubbele helix doordat het de basen C en T aan elkaar koppelt. Om deze fout te herstellen verandert C in T, vooral op plekken waar deze basen naast elkaar op het DNA liggen. Die verandering van C in T vormt de genetische handtekening van UV-licht. Tussen de 33.000 mutaties in het DNA van huidkankercellen vinden wetenschappers die handtekening ontzettend vaak terug.

Het complete genoom van een huidkankercel. In de buitenste cirkel zie je alle chromosomen van de cel. Vervolgens zijn alle klassen mutaties die in het genoom voorkomen weergegeven, van buiten naar binnen:
  • Groene blokjes: kleine inserties of deleties.
  • Licht- en donkeroranje blokken: veranderingen van een enkele letter.
  • Paarse blokjes: mutaties in een coderende regio.
  • Blauwe lijnen: aantal kopieën.
  • Paarse lijnen: verschuiving van stukken DNA tussen verschillende chromosomen.
  • Groene lijnen: verschuiving van stukken DNA binnen chromosomen.
Erin Pleasance e.a., Nature

23.000 mutaties

Longkankercellen waren afkomstig van een 55-jarige man die aan de ziekte overleed voordat hij behandeld kon worden. Wetenschappers vonden bijna 23.000 mutaties in de kankercellen. Dat is twintig keer zo veel als op basis van eerdere studies verwacht werd. Een rekensommetje leert dat een gemiddelde roker één mutatie oploopt per vijftien gerookte sigaretten. Bij sommige mensen kan dat dus oplopen tot één mutatie per dag.

Hoe worden die mutaties veroorzaakt? Stoffen uit sigarettenrook binden aan het DNA en beschadigen daarmee een aantal basen. Iedere stof verandert het DNA van cellen op zijn eigen manier. Daarom is er in longkankercellen niet één genetische handtekening terug te vinden, maar bevat het genoom een aantal verschillende handtekeningen. De kunst is nu nog om uit te zoeken welke handtekening afkomstig is van welke schadelijke stof.

Het complete genoom van een longkankercel. In de buitenste cirkel zie je alle chromosomen van de cel. Vervolgens zijn alle klassen mutaties die in het genoom voorkomen weergegeven, van buiten naar binnen:
  • Groene blokjes: kleine inserties of deleties.
  • Licht- en donkeroranje blokken: veranderingen van een enkele letter.
  • Paarse blokjes: mutaties in een coderende regio.
  • Blauwe lijnen: aantal kopieën.
  • Paarse lijnen: verschuiving van stukken DNA tussen verschillende chromosomen.
  • Groene lijnen: verschuiving van stukken DNA binnen chromosomen.
Erin Pleasance e.a., Nature

Wanhopige pogingen

Zowel UV-licht als sigarettenrook beschadigen ons DNA dus zodanig dat kanker kan ontstaan. Doen onze cellen daar dan helemaal niets tegen? In het Cancer Genome Project zijn sporen gevonden van verschillende reparatiemechanismen, zowel in de longkanker- als in de huidkankercellen. De reparatieploegen doen wanhopige pogingen om het genoom te beschermen, maar verliezen uiteindelijk het gevecht.

Blootstelling aan UV-licht is een risicofactor voor huidkanker.
Julio Rojas

De kennis over kankergenomen biedt nieuwe mogelijkheden voor behandeling van de ziekte. In de toekomst kunnen wetenschappers medicijnen maken die zich specifiek richten op een enkele mutatie in het DNA van de kankercel. Daarvoor moeten we wel eerst weten wat de driver mutaties zijn in de ruim honderd verschillende vormen van kanker die we nu kennen. Een groot onderzoeksproject (het International Cancer Genome Consortium) maakt de komende vijf tot tien jaar een start door het genoom van 50 soorten kanker, waaronder borstkanker en leverkanker, op te helderen.

Bronnen

  • A small-cell lung cancer genome with complex signatures of tabacco exposure (Erin Pleasance e.a.), Nature, 17 december 2009
  • A comprehensive catalogue of somatic mutations from a human cancer genome (Erin Pleasance e.a.), Nature, 17 december 2009

Zie ook

Het genoom ontrafeld (Kennislinkartikel) Kanker (Kennislinkdossier)

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 17 december 2009

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.