Zuurstoftekort maakt kanker gevaarlijk

Kanker is beter te behandelen door te voorzien in de zuurstofbehoefte van de tumor. Dat beweren onderzoekers van het Vlaamse Instituut voor Biotechnologie (VIB) van de Universiteit Leuven. Kankercellen die genoeg zuurstof krijgen, zullen niet zo snel meer uitzaaien. Bovendien werken de huidige kankermedicijnen beter in een omgeving met voldoende bloed- en zuurstoftoevoer.

door

Het klinkt krom, maar om kanker beter te kunnen aanpakken moet je de tumor van voldoende zuurstof voorzien. Dat beweren onderzoekers van het Vlaamse Instituut voor Biotechnologie (VIB) van de Universiteit Leuven deze week in vakblad Cell. Kankercellen die genoeg zuurstof krijgen, hoeven niet gedwongen naar andere delen van het lichaam te verhuizen. Bovendien zorgt een betere toevoer van bloed en zuurstof naar de tumor ervoor dat de huidige kankermedicijnen de plek des onheils makkelijker kunnen bereiken.

Abnormale wand

Weefsels hebben zuurstof nodig om te groeien. Dit geldt voor een tumor precies hetzelfde en hoe groter een gezwel wordt, hoe meer zuurstof er nodig is. Bij een tekort aan zuurstof gaan kankercellen groeifactoren produceren om de groei van bloedvaten te bevorderen. Dat heeft tot gevolg dat bloedvaten in de buurt van de tumor alle kanten op groeien, vaak door elkaar en soms zelfs over elkaar heen. De wand van deze bloedvaten is abnormaal van vorm en lekt vaak. Daardoor stroomt bloed er moeilijk doorheen en krijgen de kankercellen alsnog te weinig zuurstof. Dit tekort dwingt kankercellen om uit hun benarde positie te ontsnappen en via de bloedbaan te verhuizen naar andere delen van het lichaam. Op dat moment is de kanker kwaadaardig geworden.

Kankercellen hebben zuurstof en voedingsstoffen nodig om te kunnen groeien. Bij een tekort gaan zij groeifactoren produceren, waardoor bloedvaten de tumor omsluiten. De wand van deze bloedvaten is abnormaal van vorm en lekt vaak. Daardoor is de zuurstoftoevoer naar de kankercellen nog steeds beperkt en zijn de cellen gedwongen naar andere plekken in het lichaam te verhuizen.

Zuurstofsensor

Het vervoeren van bloed en zuurstof is één van de belangrijkste taken van onze bloedvaten. Biotechnoloog Peter Carmeliet, leider van het onderzoek, had dan ook een sterk vermoeden dat de vaten een systeem hebben om zuurstoftekort op te merken en hierop te reageren. Het onderzoeksteam heeft deze ‘zuurstofsensoren’ inderdaad gevonden. Het gaat om zogenoemde Prolyl Hydroxylase Domein (PHD) eiwitten. De precieze functie van één van deze eiwitten (PHD2) werd bekeken in muizen.

Phalanx cel

Bij muizen met de helft van de normale hoeveelheid PHD2 groeien evenveel bloedvaten naar de tumor toe als bij muizen met een normale hoeveelheid PHD2. Toch is er tussen beide muizen wel een verschil. De vorm van cellen aan de binnenwand van de bloedvaten is bij muizen met een halve hoeveelheid PHD2 compleet anders. In plaats van een lekkende wand ontstaat een stevig schild van phalanx cellen (vernoemd naar de sterke formatie van Griekse soldaten in de klassieke oudheid). Door de betere structuur van de vaatwand wordt er meer bloed richting de tumor aangevoerd. Dit heeft een aantal belangrijke voordelen.

Een falanx is een sterke formatie van Griekse soldaten uit de klassieke oudheid. De Phalanx cellen aan de binnenkant van de vaatwand vormen ook zo’n sterke formatie en houden mede daardoor kankercellen op hun plek.

Omdat de tumor in zijn voornaamste levensbehoeften kan voorzien, hebben kankercellen geen behoefte meer om te verhuizen. Bovendien vormen de phalanx cellen een barrière waardoor kankercellen zich niet meer zomaar via de bloedbaan kunnen verplaatsen. De combinatie van deze twee factoren zorgt ervoor dat tumoren niet meer uitzaaien en dat er uiteindelijk een mooi, ingekapseld gezwel ontstaat. Een ander feit is dat de huidige kankermedicijnen het beste werken in een omgeving met voldoende zuurstof. De meeste chemotherapie- en stralingsbehandelingen zijn afhankelijk van de toevoer van bloed en zuurstof om de plek des onheils te bereiken.

PHD2 remmers

Om kanker beter aan te pakken, hebben we PHD2 remmers nodig. In muizen heeft het gedeeltelijke verlies van dit eiwit geen effect op de bloedvaten van gezond weefsel. Zo’n remmer zou dus waarschijnlijk specifiek werken op de bloedvaten van tumoren, zo denken de onderzoekers.

Bronnen

Heterozygous deficiency of PHD2 restores tumor oxygenation and inhibits metastasis via endothelial normalization (Massimiliano Mazzone et al.), Cell 136, No5, 6 maart 2009

Zie ook: