Kankercellen hebben – net als gezonde cellen – de mogelijkheid om DNA-schade te repareren.

Wikimedia Commons, vrijgegeven in het publieke domein

Wikimedia Commons, vrijgegeven in het publieke domein

Om tumoren aan te pakken wordt op dit moment vaak gebruik gemaakt van bestraling of chemotherapie, of een combinatie van deze twee behandelingen. Zowel bestraling als chemotherapie zijn erop gericht om kankercellen te doden door schade aan te brengen in het DNA van de kankercel. En dan gaat het niet om een paar kleine wijzigingen, maar om complete breuken in beide strengen van het DNA-molecuul.

Helaas hebben kankercellen – net als gewone gezonde cellen – de mogelijkheid om schade aan het DNA te repareren. Homologe recombinatie is één van de opties. Daarbij wisselt een beschadigd stukje DNA bouwstenen uit met een vergelijkbaar stukje intact DNA. Met die bouwstenen kan het beschadigde stukje DNA de breuk die door bestraling of chemotherapie is ontstaan weer lijmen. En dat maakt de behandeling natuurlijk een stuk minder efficiënt.

Matige verhoging

Wetenschappers van het Amsterdamse AMC en het Erasmus Medisch Centrum Rotterdam vermoedden dat een iets hogere temperatuur tumoren kwetsbaar maakt omdat homologe recombinatie dan niet zo goed werkt. Om te bepalen of dat inderdaad zo is, lieten zij verschillende celtypen van zowel muizen, ratten als mensen groeien bij een temperatuur van 37 graden Celsius (lichaamstemperatuur) of 41 graden Celsius.

Bij een temperatuur van 37 graden Celsius werkt homologe recombinatie prima, maar bij een temperatuur van 41 graden Celsius slagen kankercellen er niet in om dubbelstrengs DNA-breuken weer te lijmen.

Lilly Onkologie, Bilder der Forschung

Lilly Onkologie, Bilder der Forschung

Als homologe recombinatie goed werkt, verzamelen eiwitten die nodig zijn voor het herstel van de DNA-schade zich op de plek des onheils. Dat is goed zichtbaar bij de cellen die gekweekt werden bij een temperatuur van 37 graden Celsius.

In de eerste stap van homologe recombinatie verzamelen zich eiwitten die ervoor zorgen dat enkelstrengs stukjes DNA aan de uiteinden van de dubbelstrengs breuk worden geplakt. Vervolgens hecht het enzym RAD51 recombinase zich, met behulp van het eiwit BRCA2, aan het enkelstrengs DNA om de breuk te dichten.

Hoe gaat het dan met cellen die gekweekt werden bij een temperatuur van 41 graden Celsius? Het plakken van de enkelstrengs stukjes DNA aan de uiteinden van de breuk is geen probleem, maar daarna gaat het mis. Het enzym RAD51 recombinase kan zich niet binden aan het enkelstrengs DNA, omdat er te weinig BRCA2 aanwezig is. De breuk wordt dus niet volledig hersteld.

De Nederlanders schrijven in vakblad PNAS: “Een matige verhoging van de temperatuur (4 tot 5,5 graden Celsius) verstoort homologe recombinatie in kankercellen, waarschijnlijk door de afbraak van BRCA2.” Die kennis komt goed van pas bij het bestrijden van tumoren. Het is in de praktijk namelijk mogelijk om de lichaamstemperatuur van een patiënt lokaal iets te verhogen. Door die aanpak kan een groot aantal tumoren gevoeliger worden gemaakt voor bestraling, chemotherapie of nieuwe medicijnen tegen kanker.