Aanname oorzaak DNA-schade ontkracht – UMC Utrecht

Over de hele wereld worden veel supplementen verkocht met antioxidanten, zoals vitamine C en E. Deze supplementen zouden kanker en veroudering voorkomen. Nieuw onderzoek van het UMC Utrecht bevraagt ​​de gedachte achter de beschermende rol van antioxidanten en zet het gebruik van supplementen met hoge doseringen antioxidanten in een ander daglicht.

Er wordt algemeen aangenomen dat antioxidanten DNA-schade kunnen voorkomen. Deze schade zou worden veroorzaakt door het vrijkomen van vrije radicalen tijdens de energieproductie in onze cellen. Deze redenering vormt vaak zelfs de basis voor het idee dat deze antioxidantsupplementen veroudering en kanker kunnen voorkomen. Maar nieuw onderzoek toont aan dat de veronderstelling dat vrije radicalen uit de energieproductie DNA-schade veroorzaken onjuist is.

Er bestaat al langer het vermoeden dat deze aanname niet klopt, en de onderzoeksgroep van universitair hoofddocent Tobias Dansen van het UMC Utrecht levert daarvoor belangrijk bewijs in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Communications.

“Het klinkt heel aantrekkelijk: ‘Als we een pil slikken die radicalen elimineert, kunnen we kanker voorkomen, gezond blijven en lang leven.’ Maar helaas werken de zaken niet zo”, zegt Tobias.

Wat was dat ook al weer?

Wanneer zuurstof wordt gebruikt bij de verbranding van voedingsstoffen in het lichaam, komen vrije zuurstofradicalen en daarvan afgeleide stoffen vrij, gezamenlijk bekend als reactieve zuurstofsoorten (ROS). Mitochondriën, de energiefabriekjes van onze cellen, spelen hierin een belangrijke rol en zorgen voor de aanmaak van deze ROS. Zoals de naam al doet vermoeden, zijn deze stoffen zeer reactief. Dit betekent dat ze gemakkelijk een chemische reactie kunnen aangaan, bijvoorbeeld een reactie waarbij DNA beschadigd raakt. DNA-schade kan mutaties veroorzaken, en mutaties kunnen kanker veroorzaken.

Antioxidanten, zoals vitamine C en E, zijn stoffen die ROS kunnen elimineren. De onderzoeksgroep van Dansen richt zich op de moleculaire mechanismen rondom ROS. Wat doen deze in onze cellen? En welke rol spelen ze bij ziekten als kanker en ouderdomsziekten?

Geen direct bewijs

Vaak wordt aangenomen dat ROS uit de energieproductie in de mitochondriën verantwoordelijk zijn voor DNA-schade en mutaties en daardoor bijdragen aan de ontwikkeling van kanker. “Op het eerste gezicht is dit geen vreemd idee: DNA kan beschadigd raken door ROS, en mitochondriën zijn de belangrijkste bron van ROS in de cel. Maar er is eigenlijk geen bewijs voor een directe relatie tussen ROS uit energieproductie en DNA-schade verderop in de celkern”, zegt Daan van Soest, promovendus in de onderzoeksgroep van Tobias.

Meer informatie dankzij een nieuw systeem

Met subsidie ​​van KWF Kankerbestrijding heeft het Dansen Lab een nieuw systeem ontwikkeld. Hierdoor kunnen precieze hoeveelheden ROS zeer nauwkeurig op specifieke locaties in de cel worden geproduceerd. Met behulp van een eiwit dat oorspronkelijk uit gist komt, bedachten de onderzoekers een slimme truc. Dit eiwit produceert ROS zodra de stof (D-Ala) aan de cellen wordt toegevoegd. De hoeveelheid toegevoegde D-Ala bepaalt de hoeveelheid geproduceerde ROS. Ze hechtten dit eiwit aan de mitochondriën. Hierdoor kunnen we het effect van ROS geproduceerd door mitochondriën simuleren, zonder ons te bemoeien met het energiebeheer.

Geen DNA-schade door energiemanagement.

Daan vroeg zich af of ROS, geproduceerd door mitochondriën, DNA-schade in de celkern zou kunnen veroorzaken. Om dit te bereiken moeten deze ROS eerst van de mitochondriën naar het DNA reizen.

“Eigenlijk is die tussenstap nooit goed onderzocht. Wij hebben het al gedaan”, legt Daan uit. En raad eens? De ROS die onze energiebalans (in de mitochondriën) produceert, bereikt het DNA van de celkern helemaal niet en veroorzaakt daar dus geen schade. “Er moet ongeveer 100 keer meer ROS worden geproduceerd dan de mitochondriën normaal gesproken produceren om DNA-schade te veroorzaken”, zegt Daan.

De miljardenindustrie voor antioxidantsupplementen is gedeeltelijk gebaseerd op een mechanisme dat nu in diskrediet lijkt te zijn gebracht. “Misschien vinden ze ons verhaal niet leuk”, merkt Tobias op. “Want het idee dat onze energiebalans DNA-schade zou veroorzaken, is de basis voor het idee dat antioxidanten kanker en veroudering tegengaan.”

Het is een van de redenen waarom antioxidanten populair zijn en veel mensen ze gebruiken. De onderzoekers hopen hiermee duidelijk te maken dat daar geen direct bewijs voor lijkt te zijn en dat het innemen van hoge doseringen antioxidanten ook negatieve effecten kan hebben.

De keerzijde van antioxidanten

Vrije radicalen hebben ook belangrijke functies in ons lichaam. Uit eerder onderzoek van het team van Tobias bleek al dat ze essentieel zijn voor een goede celdeling. Daarom stellen onderzoekers de inname van hoge doses antioxidanten in vraag, omdat dit ook deze positieve effecten kan tenietdoen.

Er bestaat ook nog steeds veel onzekerheid over de effecten van de inname van antioxidanten bij kankerpatiënten. Tobias: “Er zijn veel onderzoeken waarin antioxidanten juist een negatief effect laten zien. Zo zijn er onderzoeken met muizen waarbij uitzaaiingen sneller terugkomen als antioxidanten worden toegediend. Ook zien we dat sommige tumorcellen meer antioxidanten nodig hebben om te overleven dan gezonde cellen en dat deze tumorcellen dus baat hebben bij extra antioxidanten. Het is een heel complex verhaal dat door allerlei factoren wordt beïnvloed.”

Volgens de onderzoekers zijn er nog te veel vragen om concreet advies te geven over de extra inname van antioxidanten voor kankerpatiënten. “Ga door of overleg met een behandelend arts over het slikken van antioxidanten”, is hun advies.

Een vraag die onderzoekers in de toekomst willen beantwoorden is waar de (oxidatieve) DNA-schade in de celkern vandaan komt. Deze schade wordt in ieder geval niet veroorzaakt door de ROS van het energiesysteem, maar kan door andere processen worden beïnvloed. Onderzoekers zijn ook benieuwd of de moleculaire mechanismen rondom ROS meer kunnen vertellen over de ontwikkeling van kanker en de effectiviteit van bestaande therapieën. Dit kan ook aanknopingspunten bieden voor nieuwe behandelingen.

“We zien vaak dat iets als gezond wordt bestempeld omdat het veel antioxidanten bevat. Er is van alles een teveel, inclusief antioxidanten. We hopen dat ons onderzoek bijdraagt ​​aan het idee dat vrije radicalen niet noodzakelijkerwijs slecht zijn en dat de eliminatie ervan met antioxidanten dus niet noodzakelijkerwijs een goede zaak is”, besluit Daan.