Bij het begin van het delingsproces lijken cellen eerst hun afval te lozen (afb: MIT)

Het lijkt er op dat cellen die zich gaan delen eerst hun afval lozen om de dochtercellen een schone start te geven. De onderzoekers kwamen daar achter door gebruik te maken van een zelf ontwikkelde methode om de droge massa van cellen te wegen. Daaruit bleek dat ze bij deling relatief veel massa verloren. De onderzoekers speculeren meteen om nieuwe manieren om op basis van deze ontdekking nieuwe therapieën te ontwikkelen tegen kanker of hersenziektes als Alzheimer.
Bij deling verliezen cellen zo’n 4% van hun massa. De onderzoekers van het MIT in Cambridge (VS) denken dat cellen eerst hun troep lozen voordat de cel zich deelt en vervolgens twee (schone) dochtercellen vormen. “Ons idee is dat cellen stoffen verwijderen die zich gaandeweg vermeerderen, giftige stoffen of zaken die niet goed functioneren die je niet wilt hebben”, zegt Teemu Miettinen. Daardoor zouden nieuwe cellen met een ‘schone lei’ kunnen beginnen.
Het wegen van het droge gewicht van cellen (dus zonder water) wordt gewoonlijk gedaan met behulp van een microscopische techniek die kwantitatieve fasemicrografie wordt genoemd. Daarmee kun je de celgroei meten, maar die methode geeft je geen informatie over de moleculaire aard van de massa en is moeilijk te gebruiken bij cellen die groeien in een vloeistof.
Al eerder hadden MIT-onderzoekers een techniek ontwikkeld om cellen in zulke omstandigheden te meten, bijvoorbeeld in water. De massa wordt gemeten door de cellen door een microkanaaltje te sturen met een trillend ‘lipje’. Die vloeistof met cellen kun je steeds weer door dat kanaaltje sturen om zo de verschillen in massa waar te nemen gedurende uren of dagen.

Voor hun nieuwe onderzoek pasten de MIT-onderzoekers hun methode aan zodat ze de droge massa van de cellen konden berekenen en de dichtheid daarvan. Zo’n tien jaar geleden hadden de onderzoekers ontdekt dat dat kan door de cel eerst in gewoon water te meten en dan in zwaar water (met het waterstofisotoop deuterium).
Zwaar water is echter giftig voor cellen, dus zo’n meting lukt dan maar een keer. Het vorig jaar waagde Miettinen zich aan het bedenken van een oplossing, waarbij de cellen aan zo min mogelijk zwaar water werden blootgesteld. Dat schijnt gelukt te zijn door de cellen maar zeer kort aan zwaar water bloot te stellen. Miettinen: “Daardoor konden we de meting herhalen voor langere periodes zonder de cel te beschadigen. Daardoor konden we niet alleen de droge massa meten maar ook de dichtheid bepalen, die informatie geeft over de biomoleculaire samenstelling.” Hun droge-massametingen kwamen overeen met de microscopisch methode. Dat gaf vertrouwen

Kankercellen

In het nieuwe onderzoek bekeken de MIT-ers drie typen kankercellen, gekozen vanwege hun veel grotere deelactiviteit dan gezonde cellen. Daarbij ontdekten ze dus de massadaling in het begin van het delingsproces (mitose in het wetenschaps). Later in het delingsproces komt de cel weer ‘op gewicht’ voor die werd voltooid.
Het lijkt er op, althans bij deze kankercellen, dat de deling begint met een ‘reinigingsproces’ dat lysosomale exocytose wordt genoemd. Lysosomen zijn celorgaantjes (‘blaasjes’) die de rommel opruimen in cellen. Exocytose betekent dat er iets uit de cel verwijderd wordt; de ‘
‘celschoonmaak’ dus.

De onderzoekers zagen ook dat de dichtheid van de droge massa toeneemt als de hoeveelheid droge massa afneemt. Dat zou er op wijzen dat de cel moleculen met een lage dichtheid (massa) verliezen zoals lipiden (vetten) of lipoproteïnen (veteiwitten). Dat zou dus de troep (kunnen) zijn die de cel kwijt wil.

Nieuwe therapieën?

Dit schoonmaakproces tijdens de deling zou ook verklaren waarom hersencellen, die niet of nauwelijks delen, gaandeweg meer ook giftige afvalstoffen opslaan zoals tau-eiwitten of beta-amyloïde, die geassocieerd worden met de ziekte van Alzheimer. Dat schoonmaakproces bij deling zou ook kunnen verklaren dat kankercellen zich kunnen weren tegen chemotherapie door tijdens de deling die gifstoffen te lozen. Daarmee opent zich in ieder geval in theorie een nieuwe strategie om kanker te bestrijden: het voorkomen van exocytose bij kankercellen.

Miettinen: “Bij sommige ziektes willen we de exocytose opvoeren, zoals bij verschillende hersenziektes, maar bij ziektes als kanker zouden die we die juist willen verminderen. Wellicht dat we in de toekomst beter begrijpen hoe dat proces werkt en dat we dan een manier vinden die zaken te regelen tijdens de mitose.”

Bron: Science Daily