Belangrijke antwoorden over celfuncties blootleggen om de behandeling van kanker te verbeteren

Onderzoekers van het Peter Mac Instituut hebben een antwoord gevonden op een al lang bestaande vraag over de werking van cellen. Dit kan in de toekomst leiden tot betere kankerbehandelingen.

Elke cel in het menselijk lichaam heeft hetzelfde DNA, maar verschillende cellen vervullen verschillende functies. Dit onderzoek, gepubliceerd in het tijdschrift Nature Genetics, helpt verklaren hoe dit mogelijk is, en de implicaties ervan kunnen enorm zijn. Professor Mark Dawson, arts-wetenschapper en adjunct-directeur onderzoek bij Peter Mac, zei dat hij verheugd was over de nieuwe bevindingen, die beter verklaren hoe het lot van een cel wordt bepaald.

"Celfunctie is het resultaat van de werking van 'transcriptiefactoren' die ons DNA scannen en bepalen welke genen in welke mate moeten worden geactiveerd", aldus hij.

We hebben onderzocht hoe deze transcriptiefactoren de machinerie rekruteren en afleveren die nodig is om genen te activeren. Tot nu toe wisten we niet hoe 'transcriptiefactoren' de juiste machinerie selecteren om een gen te lezen en tot expressie te brengen.

"Dit is al lang een vraag en we zijn blij dat we een deel van het probleem hebben kunnen oplossen. Deze kennis over hoe transcriptiefactoren precies beslissen welk mechanisme een gen activeert, geeft ons namelijk fundamentele kennis over het leven."

Vergelijkende CRISPR-screenings identificeren cofactoren die nodig zijn voor negen verschillende transcriptionele activatoren (AD's). Bron: Nature Genetics (2024). DOI: 10.1038/s41588-024-01749-z

De studie toonde aan dat transcriptiefactoren een unieke set componenten selecteren om de genexpressie te reguleren en zo het gewenste effect te creëren, of het nu gaat om het reguleren van het energieverbruik van een cel, het activeren van een immuunreactie of een andere functie die ons lichaam nodig heeft. Professor Dawson zei dat dit vergelijkbaar is met de manier waarop auto's worden gebouwd en legde uit hoe deze belangrijke ontdekking essentieel is voor het vinden van betere behandelingen voor diverse ziekten.

"Een Formule 1-racewagen is heel anders dan een gezinsbusje of zelfs een tractor. Sommige auto's zijn ontworpen om snel te rijden, andere om waardevolle lading te vervoeren en weer andere om zwaar werk te verrichten," zei hij.

We ontdekten dat hetzelfde geldt voor genexpressie, en dit wordt bepaald door de componenten die door transcriptiefactoren worden aangestuurd. Deze kunnen bepalen welke genen snel kunnen veranderen, bijvoorbeeld wanneer we een infectie moeten bestrijden en een snelle reactie nodig hebben, of welke genen langzaam en gestaag moeten werken en berichten moeten produceren die nodig zijn voor de celhuishouding.

"Dit inzicht in de manier waarop transcriptiefactoren de genexpressie kunnen afstemmen, is ontzettend belangrijk en we hopen dit te gebruiken bij de behandeling van verschillende ziektes in de toekomst.

Denk maar aan kanker: mutaties bij kanker kunnen ervoor zorgen dat een transcriptiefactor niet de juiste componenten selecteert om een gen op de juiste manier tot expressie te brengen. Het is vergelijkbaar met een auto waarvan de onderdelen door elkaar zijn gehaald en die niet meer goed werkt.

Dr. Charles Bell, een postdoctoraal onderzoeker bij Peter Mac, zei dat ze een platform hadden ontwikkeld om de functie van duizenden componenten te screenen die door transcriptiefactoren worden gebruikt om te bepalen hoe een gen tot expressie komt.

"We gaan dit platform nu gebruiken om andere processen die verband houden met genexpressie te begrijpen", zei hij.

"De antwoorden op deze vragen zullen ons helpen nieuwe manieren te vinden om niet alleen kanker te behandelen, maar in de toekomst ook veel andere ziekten."