De RNA-vesikels (groen) zijn opgenomen in een afweercel (dendritische cel), zo liet onderzoek aan de VUMC zien. De rode stip is de kern van de cel. (foto: D.M.Pegtel)

Het moet toch niet gekker worden. Het erfelijkheidsmolecuul DNA en zijn ‘afdruk’ RNA horen in een cel. Zo heb ik het geleerd en zo hoort het ook. Toch constateren onderzoekers al tientallen jaren dat ook buiten de cellen in het lichaam DNA- en RNA-moleculen rondzwerven. Waarom dat is, is, zoals veel in het leven, een mysterie. Recent onderzoek lijkt er op te wijzen dat ‘rondzwervend’ RNA een soort boodschapper is tussen verschillende weefsels van een organisme maar soms zelfs daarbuiten. Sterker nog een bepaald schimmel gebruikt zijn eigen RNA om het afweersysteem van planten het zwijgen op te leggen. Ook in mensen zwerft RNA in een soort ‘scheepjes’. Waarom? Ook bij wijze van communicatie? In de VS is door het NIH een apart onderzoeksproject opgezet om daar achter te komen.

Hoe het precies zit is nog niet duidelijk, maar RNA speelt een boodschapper(?)rol of zelfs een rol als ‘wapen’ bij planten en ongewervelde dieren. Hoe het zit met zoogdieren, die ook ‘last’ hebben van rondzwervend RNA, is nog helemaal duister. RNA is bij mensen gevonden in bloed, urine en andere lichaamsvloeistoffen. De aanwezigheid van RNA buiten de cel kan duiden op bepaalde veranderingen in het lichaam zoals kanker of onregelmatigheden bij de zwangerschap.

Er zijn aanhangers van het idee dat dat RNA gewoon afval is, maar voor anderen vervult dat rondzwervend RNA ook in zoogdieren een rol als boodschapper in verband met de gezondheid. Dan zou het gaan om de ‘coördinatie’ van het afweersysteem of het binnendringen van kankercellen in gezond weefsel.
De rol die onderzoekers toedichten aan RNA is de afgelopen 60 jaar aanzienlijk uitgebreid. Eind jaren ’50 ging het ‘alleen’ om het produceren van eiwitten (de transcriptie van DNA en vervolgens de translatie tot een eiwit), maar RNA doet veel meer. Het molecuul kan chemische reacties starten, de activiteit van genen regelen en, zeggen sommigen nu, dienen als communicatiemiddel tussen cellen.
Zo’n 15 jaar geleden deden onderzoekers proeven met RNA bij de worm Caenorhabditis elegans. Ze spoten RNA in met een sequentie die in het eigen DNA van de worm verantwoordelijk is voor het aanmaken van een spiereiwit. Het dubbelstrengige RNA schakelde het overeenkomstige gen in het DNA van de worm uit en beschadigde daarmee, uiteindelijk, het spierweefsel van het beestje. Sedertdien bleek dat het stilleggen van genen met ingespoten RNA ook bij andere organismen en genen werkt. Dat heeft geleid tot wat RNA-interferentie (RNAi) wordt genoemd, een manier om, bijvoorbeeld, virussen te bestrijden. Planten en ongewervelde dieren gebruiken dat mechanisme bij wijze van afweersysteem. Zoogdieren hebben een eigen afweersysteem, maar het lijkt er op dat ze ook RNA-interferentie gebruiken om virussen te bestrijden. Bij planten en ongewervelde dieren wordt de ‘boodschap’ van RNA-interferentie (RNAi) van cel tot cel verspreid. Er zijn geen aanwijzingen dat dat ook bij zoogdieren zo is.
Het wordt allemaal nog ingewikkelder als we naar de rol van het rondzwervend RNA in zoogdieren kijken. Cellen van zoogdieren hebben nog een ander RNA, het microRNA, dat een rol speelt bij het regelen van de activiteit van genen. Dat doen ze in een cel, maar soms bevindt microRNA zich buiten een cel. MicroRNA ander RNA ontsnappen uit de cel in een soort scheepjes (vesikels) ontdekten onderzoekers in 2007. Die vesikels worden door andere cellen ‘verorberd’. Het lijkt op een communicatiesysteem, maar duidelijk is dat nog steeds niet.
Onderzoek in 2010 van Michiel Pegtel van het VU Medisch Centrum, toonde op een elegante manier aan dat die scheepjes inderdaad naar andere cellen werden getransporteerd. Hoewel, niet iedereen is daar van overtuigd. De proeven van Pegtel zouden ook wel eens iets anders kunnen hebben bewezen dan waar hij naar op zoek was (namelijk of het vesikel echt van cel naar cel reist). Pegtel zegt met nieuwe proefnemingen zijn gelijk echt aangetoond te hebben. Skepticus Thomas Tuschl van de Rockefeller-universiteit is nog steeds niet overtuigd. “In het algemeen is er te weinig van alles om een effectief signaalsysteem te vormen.” Maar ook Pegtel houdt een slag om de arm, zijn, zoals het meeste van dit soort onderzoek, proeven zijn uitgevoerd in het lab en niet in een levend systeem met waanzinnig hoge concentratie RNA-houdende vesikels. “Dat is absoluut een onnatuurlijke situatie.” Het gaat er om te laten zien dat de proeven met cellen in het lab ook werken in een levend organisme. “De tijd zal het leren”, zegt hij.

Het Nationale gezondheidsinstituut in de VS heeft een onderzoekprogramma opgezet met zo’n 24 projecten en $ 17 mln om nu eens haarfijn uit te zoeken wat dat zwervende RNA in zoogdieren, dus ook mensen, daar nu werkelijk uitspookt. Zelfs als dat rondzwervend RNA alleen maar afval is en niet, zoals hier en daar gedacht, een boodschapper, dan kan het toch betekenis hebben bij het opsporen van ziektes. Er lijkt weer eens een deur opengezet in de (moleculaire) biologie.

Bron: Wired (die het had overgenomen van Quanta Magazine van de SimonsFoundation.org)