Wat is het verband tussen telomerase en kanker?
Telomerase, een enzym dat betrokken is bij DNA-replicatie, speelt een belangrijke rol bij de ontwikkeling van kankers en lijkt te verklaren waarom kankercellen zo agressief repliceren. Het verband tussen telomerase en kanker is interessant omdat het informatie geeft over hoe kanker blijft bestaan wanneer de cellen moeten stoppen met groeien, en biedt ook enig inzicht in mogelijke behandelingen. Door deze enzymen met medicijnen te benaderen, zou een arts de groei van kankercellen in hun sporen kunnen stoppen door de telomerase- en kankerkoppeling te exploiteren.
In normale cellen brengt DNA-replicatie kosten met zich mee. De enzymen die de chromosomen dupliceren, kunnen niet helemaal naar de uiteinden van de DNA-ketens lopen. Dit zou resulteren in een constant knippen van genetisch materiaal en een daaropvolgende afbraak van DNA met elke celdeling. Secties die telomeren worden genoemd, omzeilen dit probleem door een reeks herhalingen aan de uiteinden van de chromosomen te bieden. Het afsnijden van sommige herhalingen beschadigt het coderende DNA in de kern van het chromosoom niet.
Met elke celdeling worden de telomeren korter, zelfs met telomerase in de cel om herhalingen toe te voegen tijdens deling om het DNA zo stabiel mogelijk te houden. Uiteindelijk kunnen cellen niet meer betrouwbaar repliceren en sterft een cellijn uit. Het aantal divisies waartoe een cel in staat is, kan variëren, en in het lichaam kunnen de cellen op elk willekeurig moment telomeren van verschillende lengte hebben. Deze ingebouwde veroudering is niet alleen een recept voor veroudering. Het stelt het lichaam ook in staat om cellen te sluiten als hun DNA beschadigd raakt door meerdere replicaties, omdat de secties te kort zijn om het DNA betrouwbaar te kopiëren.
Onderzoekers die kanker bestudeerden, merkten op dat tumorcellen deze specifieke eiwitten vaak bevatten. Dit toonde een duidelijk verband tussen telomerase en kanker, waaruit bleek dat tumorcellen het enzym gebruikten om zichzelf effectief onsterfelijk te maken. Kankercellen hebben meestal zeer korte telomeren, maar de verbinding tussen telomerase en kanker zorgt ervoor dat de telomeren lang genoeg blijven zodat de cel kan blijven repliceren, waardoor een tumor kan groeien.
Jack W. Szostak, Carol Greider en Elizabeth H. Blackburn, winnaars van de Nobelprijs voor geneeskunde of fysiologie 2009, deden een belangrijke ontdekking over telomerase en kanker. Ze ontdekten dat kankercellen telomerase begonnen te produceren nadat ze kwaadaardig waren geworden. Dit verklaart waarom hun telomeren in de eerste plaats ongewoon kort worden, omdat het enzym in eerste instantie niet aanwezig is om herhalingen toe te voegen tijdens celdeling. Zodra de cellen uit de hand lopen en de controles op replicatie verliezen die normaal gesproken kwaadaardige cellen zouden doden, gebruiken ze telomerase om te blijven groeien.