Een fruitvlieg Drosophila melanogaster voedt zich met een banaan. Sanjay Acharya/Wikimedia Commons/CC BY-SA 4.0

Verdedigingssysteem tegen bacteriën in fruitvliegen doodt ook tumorcellen

Onderzoekers hebben voor het eerst in een levend dier vastgesteld dat een beschermingssysteem tegen infecties door bacteriën, ook een verdediging vormt tegen kanker. Het peptide 'Defensine' doodt bij fruitvliegen tumorcellen en doet de grootte van de tumoren afnemen. Het doet dat via een proces dat de tumorcellen bestemt voor vernietiging. Als verdere studies bij dieren en mensen de ontdekking bevestigen, kan dat in de toekomst tot nieuwe strategieën voor de behandeling van kanker leiden. 

Defensine is een zogenoemd antimicrobieel peptide (AMP). Die peptides - twee aminozuren die gekoppeld zijn met peptideverbindingen - maken deel uit van het immuunsysteem en ze kunnen werken tegen allerlei bacteriën, virussen en schimmels. Ze komen voor in zowat alle levensvormen en het antimicrobieel peptide defensine wordt ook bij de mens gevonden.  

Eerdere studies hadden aangetoond dat AMP's in een laboratorium gekweekt kankercellen konden doden, maar die eigenschap was nog nooit vastgesteld bij een levend dier. Tot nu.

Een microscopische opname van de werking van een experimenteel antimicrobieel peptide op het celmembraan van de E.coli-bacterie. Bovenaan intacte celmembranen in de controlegroep, onderaan gebarsten celmembranen en het weglekken van het chromosoom (groen) bij behandelde bacteriën. Vader1941/Wikimedia Commons/CC BY-SA 4.0

Fruitvlieg

"We gebruikten de fruitvlieg Drosophila melanogaster om te onderzoeken of de machinerie die het best bekend is voor haar rol in het herkennen en elimineren van schadelijke microben, ook in staat is om kwaadaardige cellen te herkennen in een levend organisme, en die op dezelfde manier te elimineren", zei Jean-Philippe Parvy, de belangrijkste auteur van de studie over Defensine en een postdoctoraal onderzoeker bij het Beatson Institute van Cancer Research UK.  

De experimenten van de onderzoekers toonden aan dat fruitvliegen die erg vatbaar waren voor tumoren, meer Defensine produceren dan hun normale tegenhangers. Het werkt in op stervende tumorcellen in de dieren. Als Defensine werd uitgeschakeld in de vliegen die vatbaar waren voor tumoren, leidde dat tot de groei van tumoren, wat suggereert dat Defensine de tumorcellen actief vernietigt terwijl het normale cellen spaart.

Vervolgens toonden Parvy en zijn collega's aan dat Defensine tumorcellen herkent op dezelfde manier als de manier waarop het schadelijke microben herkent. De 'vliegenversie' van een proteïne dat tumornecrosefactor genoemd wordt, helpt de tumorcellen te bestemmen voor vernietiging, en het maakt die cellen gevoeliger voor de aanval door Defensine. Het doet dat door de proteïne fosfatidylserine naar het oppervlak van de tumorcellen te brengen. Defensine bindt zich dan aan de delen die rijk zijn aan fosfatidylserine op de tumorcellen en doodt hen.

"Onze resultaten leggen een rol tegen tumoren bloot voor Defensine bij vliegen, en ze bieden inzicht in de moleculaire mechanismen die tumoren gevoelig maken voor de dodelijke actie van AMP's", zei Parvy in een persverklaring van eLife.

Vrouwelijke fruitvliegen op zoutkristallen. Na de paring hebben vrouwelijke fruitvliegen meer zout nodig voor de productie van eitjes. Francisco Romero Ferrero/Wikimedia Commons/CC BY-SA 4.0

Verder onderzoek

Verder onderzoek is nu nodig om na te gaan of dezelfde mechanismen ook werkzaam zijn bij zoogdieren en mensen. 

"Ons werk heeft mogelijk een groot potentieel om vertaald te worden naar kankeronderzoek in zoogdiermodellen, aangezien het de mogelijkheid opent dat menselijke AMP's anti-tumoreffecten zouden kunnen hebben die lijken op die van Defensine bij vliegen"', zei mede-auteur Julia Cordero. "Als dit in de toekomst bevestigd wordt, zouden natuurlijke AMP's of chemisch ontworpen gelijkaardige verbindingen gebruikt kunnen worden in therapieën tegen kanker." Cordero is een senior onderzoeker bij het Institute of Cancer Studies van de University of Glasgow. 

De studie van Parvy, Cordero en hun Franse, Zwitserse en Japanse collega's is gepubliceerd in eLife. Het onderzoek werd gefinancierd door Cancer Research UK en Wellcome. Dit artikel is gebaseerd op een persbericht van eLife.