Het celgeheugen zou ook weer gebruikt kunnen worden om de weg terug af te leggen (?) (afb: Molecular Cell)

Het lijkt er op op dat cellen hun eigen geschiedenis kennen. In hun DNA zou staan geschreven van welke embryocellen ze afstammen (waar beginnen we dan te ’tellen’?; as). Cellen zouden zelfs in staat zijn de omgekeerde weg af te leggen door genen in te schakelen die actief waren in de foetale fase. Geloof het of niet.
De ontdekking, indien waar, zou goed nieuws zijn voor de regeneratieve geneeskunde, de tak van medicijnen die werkt aan het herstel van beschadigd weefsel voor zover dat niet door het organisme zelf wordt gedaan. Het fenomeen zou ook van betekenis kunnen zijn voor de behandeling van kanker. Kankercellen schijnen een grote bedrevenheid te hebben ontwikkeld om lang niet-gebruikte genen weer aan de praat te krijgen om zich zo door het lichaam te verspreiden.
“We ontdekten dat rijpe cellen een catalogus bijhouden van alle genen die ze hebben gebruikt gedurende hun ontwikkeling”, zegt Ramesh Shivdasani van de Havard-universiteit. “We ontdekten tot onze verbazing ook dat dat archief niet diep is weggeborgen maar dat het onder bepaalde voorwaarden toegankelijk is. Die ontdekkingen hebben mogelijk grote gevolgen.”

‘Embryonaal geheugen’

Het ‘embryonale geheugen’ zou zijn vastgelegd in de vorm van methylgroepen. De plaats van die methylgroepen bepaalt welke genen actief zijn geweest en welke niet.
De onderzoekers richtten zich bij de bestudering van die methyleringspatronen op delen van DNA die bekend staan als ‘verbeteraars’ (enhancers in het Engels). Daar, zo is het idee, worden de bijbehorende genen in- of uitgeschakeld.
In de loop van de embryonale ontwikkeling als cellen zich steeds meer differentiëren in de richting van hun uiteindelijke ‘lot’ (levercel, bijvoorbeeld), worden er constant ‘beslissingen’ genomen welke kant het op gaat. Dat gebeurt via het in- en uitzetten van de diverse genen.
Als de vrucht eenmaal volgroeid is dan verandert het aantal actieve ‘verbeteraars’ nauwelijks meer. Shivadasani: “‘Verbeteraars’ die tijdens de ontwikkeling gebruikt werden maar nu inactief zijn zien er uit alsof ze zijn afgesloten. Ze vertonen geen neiging tot activiteit meer.”

Een van de kenmerkende eigenschappen van ‘verbeteraars’ is dat dat bepaalde delen daarvan, waar de DNA-letter C wordt gevolgd door een G, vrijwel ontdaan zijn van methylgroepen. Dat heet dan hypomethylering. Dat is ook zo bij verbeteraars die zijn ‘afgesloten’ nadat ze hun werk in de embryonale ontwikkeling hadden gedaan. Niet bekend was of cellen dat ‘geheugen’ bewaarden en zo ja of dat dan toegankelijk was.

Reactiveren

Twee keer ‘ja’, dus. De onderzoekers vonden in darmcellen van muisjes een nagenoeg volledig archief van ‘verbeteraars’ die actief waren in de ontwikkeling tot darmcel. Het bleek zelfs als een bepaald eiwit (PRC2) afwezig was de meeste van de in de mottenballen gelegde ‘verbeteraars’ binnen twee weken, en daarmee de bijbehorende genen, weer actief werden. PRC2 vervult een belangrijke rol bij het deactiveren van bepaalde genen. (Ik vraag me af of cellen dan weer dedifferentiëren in de richting van stamcelllen; as)
Waarom een cel die informatie bewaart is voor de onderzoekers nog een groot vraagteken. Mogelijk is het een overblijfsel uit een eerdere fase in de evolutie. Ook zou het kunnen dat cellen die informatie nodig hebben om bij schade nieuw weefsel aan te maken.
Hoe het ook zit, de onderzoekers denken met deze ontdekking een nieuw hoofdstuk te zijn begonnen op het gebied van de regeneratieve geneeskunde om schade aan weefsels en organen te herstellen. Ook denken de onderzoekers dat die vinding kan helpen bij de bestrijding van kanker. Het is het idee dat kankercellen kunnen uitzaaien doordat ze genen inschakelen die actief waren tijdens de foetale ontwikkeling. Dat zou een aangrijpingspunt kunnen zijn, denken de onderzoekers. Overigens schijnen al eerder onderzoekers met het idee van een ‘celgeheugen’ op de proppen te zijn gekomen.

Bron: EurekAlert