Kleine stoffen in het lichaam kunnen een grote impact hebben. Miljoenen hormonen en andere biomoleculen zwerven rond in onze cellen en weefsels en spelen een hoofdrol in veel van de sleutelprocessen in ons lichaam. Toch werden kleine micro-eiwitten vaak gemist of afgedaan als minder belangrijk.
Onder leiding van dr. Sebastiaan van Heesch, onderzoekgroepsleider in het Máxima, en Prof. dr. Norbert Hübner van het Max Delbrück Centrum, hebben onderzoekers de micro-eiwitten die zij eerder ontdekten verder onderzocht. Ze tonen nu aan dat deze voorheen genegeerde micro-eiwitten een rol kunnen spelen in belangrijke processen in zowel gezonde als kankercellen. Het onderzoek, vandaag gepubliceerd in vakblad Molecular Cell, laat ook zien dat deze kleine moleculen een recente ‘uitvinding’ tijdens de menselijke evolutie zijn.
Evolutionair interessant
De nieuwe, jonge groep micro-eiwitten is uniek. Van Heesch: ‘Ze zijn ontstaan ‘uit het niets’, op plekken in ons DNA waar voorheen geen juiste code bestond voor het maken van een eiwit. Micro-eiwitten zijn nog te vinden in sommige mensachtige apen, maar niet in andere dieren, zoals muizen, varkens, of vissen.’ De onderzoekers concludeerden dit uit experimenten en uitgebreide analyses waarin DNA van meer dan 120 diersoorten met elkaar vergeleken werd. Daarin lieten ze zien welke stukken DNA coderen voor de kleine eiwitten, en wanneer veranderingen in die genetische code waren ontstaan die dit mogelijk maakten. ‘Dat eiwitten op deze manier ‘geboren’ kunnen worden, en dus niet altijd kopieën zijn van oudere eiwitten, is nog niet zo lang bekend. Door dit onderzoek wordt duidelijk op welke schaal dit in mensen is gebeurd. Het is mogelijk dat evolutie dus dynamischer is dan eerder gedacht.’
Tot hun verrassing zagen de onderzoekers dat de veel ‘jongere’ micro-eiwitten kunnen binden aan oudere eiwitten. Binding is nodig om eiwitten te activeren. Dr. Jana Schulz, samen met Dr. Clara Sandmann en Dr. Jorge Ruiz-Orera hoofdauteur van het artikel: ‘Ondanks het enorme leeftijds- en grootteverschil tussen de eiwitten bleken ze met elkaar te ‘praten’.' Hübner vult aan: 'Onze experimenten toonden voor het eerst aan dat de jonge en oude eiwitten zich aan elkaar kunnen binden en dat ze elkaar dus mogelijk beïnvloeden.' Dr. Clara Sandmann: ‘Soms zijn deze eiwitten nog veel kleiner dan we dachten. We weten echter nog niet wat de meeste van deze micro-eiwitten precies in ons lichaam doen.’
Nieuwe aanknopingspunten
In zijn onderzoeksgroep in het Máxima kijkt Van Heesch naar de rol van micro-eiwitten in het ontstaan van kinderkanker. Hij legt uit: ‘Als je weet welke processen zorgen voor de groei van een tumorcel, kun je op zoek naar een behandeling die op de cel aangrijpt en deze groei stopt. Micro-eiwitten zijn lastig op te sporen, maar we hebben ze inmiddels in veel verschillende vormen van kinderkanker gevonden. In de vroege embryonale ontwikkeling, wanneer de meeste kinderkankers ontstaan, worden juist veel van deze evolutionair jonge micro-eiwitten gemaakt. Waarom dat gebeurt, weten we niet. Doordat we nu hebben gezien dat ze aan andere eiwitten binden, kan het zijn dat ze op die manier invloed uitoefenen op de ontwikkeling van bevruchte eicel tot baby.' Tot nog toe zijn micro-eiwitten niet meegenomen in het onderzoek naar het ontstaan van kinderkanker. Van Heesch vult aan: 'We hebben met deze duizenden eiwitten dus een grote hoeveelheid nieuwe aanknopingspunten voor verder onderzoek naar de processen die bijdragen aan het ontstaan van kinderkanker gevonden.’
Het internationale onderzoeksteam bestaat uit wetenschappers werkzaam bij het Prinses Máxima Centrum, het Max Delbrück Centrum, het Berlin Institute of Health (BIH) en het Duitse Centrum voor Cardiovasculair Onderzoek (DZHK).