Mechanisme blootgelegd waardoor alcohol DNA beschadigt en het risico op kanker vergroot

Britse onderzoekers hebben ontdekt hoe alcohol DNA kan beschadigen en het risico op kanker kan vergroten. Een stof die gevormd wordt als ons lichaam alcohol afbreekt, kan leiden tot permanente schade in het DNA van bloed­stam­cellen. Die stamcellen moeten normaal gezien cellen vervangen die in de loop van de tijd verloren gaan, maar als ze beschadigd zijn, kunnen ze die schade verder verspreiden. Dat kan dan leiden tot de vorming van kanker.

Eerdere studies hadden al een duidelijk verband aangetoond tussen alcohol en minstens zeven types van kanker bij mensen, waaronder borstkanker, leukemie, mond- en nekkanker en darmkanker. En het International Agency for Cancer Research van de Wereld­gezondheids­organisatie WHO deelt alcohol in bij de kankerverwekkende stoffen uit groep 1.

Maar tot nu toe was niet geweten hoe alcohol precies die schade kon aanrichten. Om dat te onderzoeken gaven Britse onderzoekers van verschillende instituten in Cambridge muizen verdunde alcohol in dosissen die overeen­komen met een volwassen mens die op korte tijd een fles whisky leeg drinkt. 

Om na te gaan welke en hoeveel genetische schade er aangericht werd, gebruikten ze chromosoom-analyse en DNA-sequencing. "Als het lichaam alcohol verwerkt, zet het de alcohol om in de zeer reactieve, giftige stof acetaldehyde, die DNA beschadigt", zei de leider van het team doctor Ketan Patel. 

De acetaldehyde kan het DNA in hemato­poëtische stamcellen - bloedstamcellen - breken en beschadigen, en permanente veranderingen aanbrengen in de DNA-sequentie. Dit is belangrijk, zei Patel, omdat gezonde stamcellen die onklaar geraken, kunnen leiden tot het ontstaan van kankercellen. "Sommige kankers ontstaan door schade aan het DNA in stamcellen. En terwijl een deel van die schade toevallig kan ontstaan, tonen onze bevindingen aan dat het drinken van alcohol het risico op deze schade doet toenemen." 

Een voorstelling van kankercellen (Illustratie: Dof /Wikimedia Commons).

Muizen en mensen

De studie werd uitgevoerd op muizen, maar experten zeggen dat de mechanismen die alcohol verbinden met schade aan het DNA, dezelfde zijn bij muizen en mensen. Dat betekent dat de bevindingen dus hoogstwaarschijnlijk ook opgaan voor mensen. 

En die bevindingen zijn belangrijk, zei Malcolm Alison, een professor stamcelbiologie aan de Queen Mary University in Londen, die niet betrokken was bij de studie. Aangenomen wordt immers, zo zei hij, dat de meeste kankers hun oorsprong vinden in stamcellen. 

"De meeste van onze organen en weefsels hebben stamcellen, onsterfelijke cellen die de cellen aanvullen die door de veroudering in de loop van ons leven verloren gaan, en het hemato­poëtisch systeem is geen uitzondering", zei Alison in een mededeling. Het hemato­poëtisch systeem is het systeem dat instaat voor de aanmaak van alle bloedcellen, uit bloedstamcellen. 

"Deze nieuwe studie van Cambridge toont nu aan dat de hematopoëtische stamcellen van muizen gemuteerd kunnen worden door een metaboliet - een afbraakproduct - van alcohol, acetaldehyde."

De vorming van allerlei bloedcellen uit een multipotente bloedstamcel (Illustratie: A.Rad/Wikimedia Commons).

Verdedigingsmechanismen

De onderzoekers keken ook naar de verdedigings­mechanismen die het lichaam gebruikt om zich te beschermen tegen de schade die alcohol veroorzaakt. 

De eerste verdedigingslinie is een groep enzymes die aldehyde­dehydrogenasen of ALDH's genoemd worden. Die breken acetaldehyde af in acetaat, dat de cellen kunnen gebruiken als een energiebron. Als de onderzoekers alcohol gaven aan muizen die een belangrijk ALDH-enzym misten, waren de gevolgen dramatisch. "Als we slechts de eerste bescherming verwijderen, enkel het enzym dat acetaldehyde ontgift, is een grote dosis alcohol genoeg om de muizen vier keer meer DNA-schade te doen oplopen dan normale muizen", zo zei hoofdonderzoeker Patel. "Het niveau van de aangerichte schade verschilt niet heel erg met wat je zou oplopen als je een tijdje voor Fukushima zou staan."

En hoewel deze muizen genetisch bewerkt waren om de bescherming tegen acetaldehyde weg te nemen, zijn er ook veel mensen die deze beschermende enzymen niet hebben, of enkel een slecht functionerende versie ervan, zo zei Patel. Vooral in Azië komt die aandoening relatief veel voor, en Patel schat dat er daar zo'n 5 miljoen mensen door getroffen worden.

Een tweede verdedigingsmechanisme komt in actie nadat de schade al is aangericht, en bestaat uit herstellingssystemen voor het DNA.

Maar ook daarmee zijn er vaak problemen: de herstellingssystemen werken niet bij vrouwen met de BRCA1- of BRCA 2-mutatie, die een voorgeschiktheid geeft voor borstkanker, zo zei Patel, en ook bij andere mensen, vooral uit Zuidoost-Azië, werken de systemen niet, zodat de cellen dus hun DNA niet kunnen herstellen. 

"Het is belangrijk om te onthouden dat het wegwerken van alcohol en de herstellings­systemen voor het DNA niet perfect zijn, en alcohol kan nog steeds op verschillende manieren kanker veroorzaken, zelfs bij mensen bij wie de verdedigingsmechanismen intact zijn", zo zei Patel nog. Hij voegde eraan toe dat hij sceptisch staat tegenover de beweringen dat lage dosissen alcohol een positief effect hebben op de menselijke gezondheid. "Die beweringen zijn gebaseerd op epidemiologische studies van bevolkings­groepen", zo zei hij. "In veel van die studies zijn er te veel andere variabelen."

De studie van doctor Patel en het team uit Cambridge is begin dit jaar gepubliceerd in "Nature".