Opbouw celmembraan

Celdood is een fenomeen dat er, normaal gesproken, voor moet zorgen dat een multicellulair systeem in de soep draait. Een belangrijke rol daarin speelt de geprogrammeerde celdood (apoptose). In 2012 schijnt er een nieuwe vorm van celdood te zijn ontdekt, de ferroptose. Nu heeft een internationale onderzoeksgroep ontrafelt hoe de signaalroute voor ferroptose in elkaar steekt. Die ontdekking zou betekenis kunnen hebben voor de behandeling van kanker of van bestralingsschade, denken de onderzoekers. Ze beschreven hun bevindingen in twee artikelen in Nature Chemical Biology: http://www.nature.com/nchembio/journal/vaop/ncurrent/full/nchembio.2239.html en http://www.nature.com/nchembio/journal/vaop/ncurrent/full/nchembio.2238.html

Bij ferroptose gebruikt het lichaam ijzer (ferro) om een reactie te katalyseren die beschadigde of slecht functionerende cellen netjes vernietigt. Het was tot nu toe onbekend welke signalen (de signaalroute) ertoe leidden dat dit mechanisme in werking wordt gesteld. “Onze groep ontdekte welke signaaltaal cellen gebruiken die tot ferroptose leidt”, Valerian Kagan van de universiteit van Pittsburgh. “Je kunt daarbij denken aan de opsporingsapparatuur die de politie gebruikt om boeven te vangen. Het idee is om genoeg informatie te hebben om het probleem, de boef of de beschadigde cel, uit de wereld te helpen, maar dan wel zonder de maatschappij te ontwrichten. Dat betekent in dit geval de andere, goed functionerende cellen.”
De groep analyseerde honderden molecuulcombinaties die voorkwamen tijdens de ferroptose. Het bleek dat slechts vier signaalmoleculen er ook daadwerkelijk toe doen. Alle vier de moleculen zijn fosfolipiden, verbindingen die het membraan van een cel vormen.

Kagan: “Het is al lang bekend dat deze lipiden belangrijk zijn voor omhulling en structuur van de cel. Wat niet bekend was is dat die moleculen veel meer doen. We hebben het dan over het uitwisselen van boodschappen met andere cellen, zodat het organisme een gecoördineerd geheel is.” Kagan en medeonderzoekster van dezelfde universiteit Hülya Bayɪr hadden al eerder samengewerkt bij het achterhalen van de signaalroute bij apoptose, de geprogrammeerde celdood.

IJzerstad

“Ferro betekent ijzer en het zou een schande zijn als we hier in Pittsburgh, dat ijzerstad wordt genoemd, dit proces niet zouden kunnen doorgronden.” De wetenschappers waren ook op zoek naar een manier om mensen te beschermen tegen stralingsschade. Ze denken dat hun ontrafeling van het ferroptosemechanisme daarbij zou kunnen helpen.

BayIr: “We raken er steeds meer van overtuigd dat schade door acute bestraling ontstaat bij de epitheelcellen van de darmen en dat die schade een hele reeks van complicaties veroorzaakt, die uiteindelijk kunnen leiden tot bloedvergiftiging en zelfs de dood. We denken dat straling leidt tot ferroptose in die epitheelcellen. Als we dat proces kunnen stoppen, zouden we slachtoffers van aanvallen met vuile bommen (radioactieve bommen; as) kunnen redden.”
Bij kanker is het net andersom. Daar blijven disfunctionele cellen niet alleen in leven maar delen zich in een rampspoedig tempo. Door te begrijpen hoe ferroptose moleculair in elkaar steekt, hopen de onderzoekers methodes of middelen te vinden die leiden tot de ferroptose van kankercellen. Ze zijn al met diverse artsen bezig die mogelijkheden te onderzoeken.

Bron: Science Daily