Communiceren tussen cellen – hoe kunnen we het gesprek beïnvloeden?
Cellen ‘praten’ met elkaar. Ze liggen tegen elkaar aan, hebben contact met elkaar en ook op afstand wisselen ze gegevens uit. Als we beter snappen hoe die communicatie verloopt, kun je die ook beïnvloeden. Dat biedt aanknopingspunten voor behandeling van neurologische en oncologische aandoeningen.
Verstoorde communicatie tussen cellen is een oorzaak van veel processen die een rol spelen bij het ontstaan van kanker en neurologische aandoeningen.
Zo raken bij kanker de tumorcellen losgezongen van hun gezonde omgeving. Het gesprek tussen tumorcellen is erop gericht om groei en deling van cellen te bereiken. Er komen steeds meer cellen, de tumor groeit. Tegelijk misleiden en ontwijken de kankercellen het immuunsysteem. Op een gegeven moment krijgen cellen aan de buitenkant van de tumor de instructie mee om ergens anders naartoe te gaan. Ze gaan door het lichaam zwerven, maken contacten en gaan een nieuw gesprek aan met cellen ergens anders in het lichaam. Zo ontstaan uitzaaiingen.
Bij kanker leidt de communicatie tussen cellen tot celdeling en een sterke groei van het aantal tumorcellen. Bij neurologische aandoeningen gebeurt juist het tegenovergestelde: bij zenuwcellen in de hersenen valt het gesprek juist weg. Zenuwcellen zetten een ‘eet mij op’-signaal aan en worden verwijderd. Zenuwcellen communiceren niet meer – of niet voldoende – met elkaar, verliezen de noodzakelijke ondersteuning van hun omgeving en gaan dood. Bij sommige typen van dementie verdwijnt soms wel de helft van de cellen.
Het Transvision-onderzoek van ADORE gaat onderzoeken op welke manier deze communicatie bijdraagt aan ziekteprocessen bij zowel kanker als bij neurologische aandoeningen. Transvision probeert het gesprek dat cellen met elkaar voeren te volgen. Kunnen we het gesprek dat twee cellen in een tumor voeren in kaart brengen? Kunnen we ontrafelen wat ze tegen elkaar zeggen? En hoe komt het dat bij bijvoorbeeld MS en dementie de cellen juist het contact met elkaar verliezen? Welk contact verliezen ze dan en kunnen we daar een stokje voor steken? Kunnen we zo ingrijpen dat we het gesprek gaande houden? Als je het gesprek begrijpt, kun je ingrijpen. Dat is de volgende stap.
Nieuwe, geavanceerde technologieën maken het nu mogelijk om veel systematischer dan ooit tevoren te begrijpen hoe cellen met elkaar praten. Dat gebeurt via eiwitten. Eiwitten op het celoppervlak maken contact met elkaar, maar ze kunnen ook oplossen en over grote afstanden communicatie tussen cellen verzorgen. Met ‘single cell proteomics’ is het nu mogelijk op het niveau van een enkele, individuele cel die communicatie in kaart te brengen. Deze nieuwe ‘single cell proteomics’ methode wordt nu verder in Amsterdam ontwikkeld.
De ADORE-onderzoekers gebruiken hiervoor ultragevoelige apparatuur. Daarmee kan het ‘gesprek’ van elke individuele cel op grote schaal worden afgeluisterd. De ‘single cell proteomics’ methode levert een grote hoeveelheid data op, die informatie geeft over de rol van eiwitten in de interacties op celniveau. Dat gebeurt op een veel grotere schaal en met een veel betere resolutie, dan tot nu toe mogelijk was.
In de toekomst kan dat aanknopingspunten bieden voor therapieën voor neurologische en oncologische aandoeningen. Dankzij deze nieuwe kennis kunnen we straks eerder ingrijpen bij ziektes en patiënten beter en sneller genezen.
Picture from: Molecular and translational oncology of pancreatic and esophageal cancers – Maarten Bijlsma