Chemotherapie vormt een belangrijk deel van de behandeling van kinderen met kanker. Deze vorm van behandeling is succesvol gebleken en gemiddeld geneest drie van de vier kinderen. Maar een nadelig gevolg van deze behandelingen is dat niet alleen de kankercellen worden vernietigd, maar dat het DNA in gezonde weefsels ook beschadigd kan worden. Bij sommige kinderen gebeurt dit in de hersenen.
Eerste aanknopingspunt
Eerder onderzoek van senior postdoc en Oncode onderzoeker dr. Wilbert Vermeij toonde aan dat minder eten, oftewel dieetrestrictie, een positief effect heeft op de gezondheid van het zenuwstelsel bij muizen zonder het zogenaamde Ercc1-gen. Vermeij: ‘Vanuit eerder fundamenteel onderzoek door onze groep wisten we dat Ercc1 een belangrijke rol speelt bij de reparatie van DNA schade. Wanneer er een foutje zit in het Ercc1-gen blijft DNA beschadigd. Deze schade lijkt op de schade die na chemotherapie kan ontstaan met snellere celveroudering en slechter functioneren van de hersenen als gevolg.’ Op dit moment is er geen behandeling om deze vorm van hersenschade te voorkomen of genezen. ‘Om een behandeling te kunnen vinden hebben we een muis gefokt waarbij het Ercc1-gen niet meer goed werkt. We ontdekten dat minder eten bij dit type muis een buitengewoon positief effect heeft op de gezondheid van het zenuwstelsel, waar ook de hersenen onderdeel van zijn.’
Tellen en vergelijken
Volgend op dit resultaat onderzocht PhD-student María Bjork Birkisdóttir samen met Vermeij en dr. Dick Jaarsma van het Rotterdamse Erasmus Medisch Centrum de rol van minder eten op de bescherming van de Purkinje-hersencellen. De resultaten van dit onderzoek zijn gepubliceerd in vakblad Frontiers in Aging Neuroscience. Birkisdóttir: ‘We hebben het foutje in Ercc1 specifiek aangebracht in de Purkinje-cellen waardoor alleen daar schade ophoopt en we het effect van dieetrestrictie goed kunnen onderzoeken.’
Het team onderzocht het effect van minder eten in muizen met verschillende niveaus van Ercc1 uitschakeling. ‘De helft van de muizen kreeg 30% minder van de normale hoeveelheid voedsel. Water was onbeperkt beschikbaar. We telden vervolgens op verschillende leeftijden het aantal overgebleven Purkinje-cellen. Afhankelijk van het Ercc1 niveau, zagen we 25 tot 40% meer Purkinje-cellen bij muizen die minder aten. We concluderen dan ook dat dieetrestrictie bij deze muizen beschermt tegen celdood door DNA-schade, mogelijk ook van chemotherapie. En dus dat vasten de schade aan de hersenen vermindert. Dit zijn hoopvolle, maar vroege resultaten. Voordat we weten of vasten ook een beschermend effect heeft op de hersenen bij kinderen met kanker, zijn verdere klinische studies nodig.'
Verouderingsziekten
Er zijn overeenkomsten tussen DNA-beschadiging aan hersencellen veroorzaakt door chemotherapie en verouderingsziekten in de hersenen, zoals dementie en Parkinson. De resultaten uit deze studie bieden dan ook nieuwe aanknopingspunten voor deze ziekten. Vermeij: ‘Via publicaties en samenwerkingsverbanden delen we onze kennis met specialisten buiten het Máxima. Zo zijn we bijvoorbeeld onderdeel van het netwerk van Nederlandse neurowetenschappers genaamd MODEM (Mechanisms Of DEMentia) en het Europese consortium TC-NER, wat onderzoek doet naar aangeboren syndromen bij kinderen met een vergelijkbaar DNA-reparatiedefect. Het is mooi hoe we op deze manier niet alleen voor kinderen met kanker, maar ook voor deze andere groepen patiënten wetenschappelijke vooruitgang weten te boeken.’