Sommige walvissen, haaien en olifanten lijken de biologische wetten te tarten door – ondanks hun omvang – zelden kanker te krijgen. Maar ook naakte molratten zijn goed beschermd tegen tumoren. Hoe komt dit en hoe kan de mens profiteren van die kennis?

Dit artikel verscheen eerder in de Volkskrant.

Walvisjagers in Alaska trokken hun wenkbrauwen op toen ze in mei 2007 een 15 meter lange, net doodgeschoten Groenlandse walvis slachtten. In het sleutelbeen troffen ze een oude harpoen aan. Natuurbeheerders uit Barrow (Alaska), die het wapen nader onderzochten, ontdekten dat het uit de 19de eeuw stamde. De vorm kwam namelijk exact overeen met een model dat wapenfabrikant Ebenezer Pierce had gemaakt – tot 1885. De walvis, die de aanval destijds blijkbaar overleefd had, was dus meer dan 120 jaar oud.

Het dier was waarschijnlijk zelfs pas van middelbare leeftijd. Sommige Groenlandse walvissen worden namelijk ouder dan 200. En dat ook nog eens zonder kanker te krijgen – zelden tot nooit worden tumoren aangetroffen in de walvissen. Dit fenomeen roept de vraag op waarom de helft van de mensen in zijn leven wél kanker krijgt. Kunnen dit soort kankerresistente organismen de medische wetenschap helpen?

Foto: Wikimedia Commons

Peto’s paradox, heet in de biologie het fenomeen dat sommige dieren voor hun lichaamsgrootte verhoudingsgewijs weinig tumoren ontwikkelen. De observatie is vernoemd naar Richard Peto, de Oxford-hoogleraar die er in 1977 voor het eerst over publiceerde in het boek Origins of Human Cancer. Walvissen zijn hier dus een duidelijk voorbeeld van, maar ook dieren als de Afrikaanse olifant, die de 70 jaar kan halen, of de Groenlandse haai.

Daarmee tarten deze dieren ogenschijnlijk alle biologische wetten. Met zijn 80 duizend kilo en extreme leeftijd heeft de Groenlandse walvis bijvoorbeeld al snel duizend keer meer cellen dan wij, die ook nog eens vaker delen tijdens hun leven én langer blootstaan aan schadelijke stoffen. Dat maakt ze op papier tot tikkende tijdbommen. De kans dat cellen ontsporen en zich tot kanker ontwikkelen neemt namelijk toe bij elke celdeling. Dat komt doordat er tijdens dat proces een kopietje van het DNA wordt gemaakt, waarbij soms kleine overschrijffouten ontstaan – zogeheten mutaties.

Dat verklaart ook waarom lange mensen meer risico op kanker hebben. Elke 10 centimeter extra lichaamslengte verhoogt de relatieve kans op een bepaald type kanker met gemiddeld 16 procent, berekenden Britse epidemiologen al in 2011. Een langer lijf vergt meer cellen en celdelingen. Recente studies in Duitsland en Zuid-Korea komen tot vergelijkbare conclusies. Voor honden geldt hetzelfde.

Aanvankelijk viel Peto vooral het verschil op aan de ‘kleine’ kant van het spectrum, namelijk dat tussen mens en muis. De knaagdiertjes ontwikkelen in vergelijking met ons juist relatief snel tumoren. Labmuizen die een jaar of tweeënhalf zijn, hebben vaker wél dan niet kanker.

‘Muizen krijgen relatief snel kanker, omdat zowel hun celdeling als DNA-reparatie veel minder nauwkeurig verloopt dan bij ons’, verklaart hoogleraar moleculaire genetica Jan Hoeijmakers (ErasmusMC) aan de telefoon. ‘Dat is een belangrijke reden waarom ze ook zo populair zijn in kankeronderzoek.’

Hoeijmakers doet al decennia onderzoek naar veroudering en kanker, nu bij het Prinses Máxima Centrum en kankerinstituut Oncode. Die slordige celdeling lijkt nadelig voor muizen, maar bezorgt hun in de praktijk weinig kopzorgen, zegt hij. ‘In de natuur worden muizen meestal maar 3 tot 7 maanden. Ze komen om van de kou of zijn voor de poes. Kanker is evolutionair gezien niet hun grootste probleem.’

De kans op kanker, vervolgt hij, hangt vooral af van hoe goed je DNA-beschadigingen kunt voorkomen of repareren. Het zijn precies die twee processen die vaak extreem goed geregeld zijn bij dieren die weinig vatbaar zijn voor tumoren. Naakte molratten, bodemdieren die net als walvissen lang toe moeten met weinig zuurstof, hebben volgens wetenschappelijke studies bijvoorbeeld betere beschermingsmechanismen tegen zogenoemde zuurstofradicalen. Dat zijn stoffen die cellen en het DNA beschadigen. Ook hyaluronzuur, een molecuul dat hun een elastischere huid geeft – handig voor onder de grond – lijkt een kankerbeschermend bijeffect te hebben.

De naakte molrat heeft betere beschermingsmechanismen tegen zuurstofradicalen. Foto: Wikimedia Commons

De kale bodembeestjes hebben daarnaast stabielere telomeren, vertelt Marieke van de Ven, hoofd van de proefdierfaciliteit van het Nederlands Kankerinstituut (NKI). ‘Dat zijn de uiteinden van chromosomen die het DNA beschermen tegen schade tijdens celdelingen, een soort beschermhoedjes.’ Hun lengte bepaalt hoeveel celdelingen een cel kan ondergaan, omdat deze bij elke deling normaal gesproken korter wordt. ‘Telomeren zijn daarom ook onderwerp van veel onderzoek.’

Ook het zogenaamde p53-gen keert vaak terug in studies naar Peto’s paradox. P53 heeft een kankerbeschermende functie, het is als het ware een projectleider die een team van DNA-herstellers aanstuurt. ‘Olifanten hebben hier meerdere kopieën van’, weet Van de Ven, die promoveerde op de genetica van kanker en veroudering. Dat kan verklaren waarom maar 5 procent van de olifanten aan kanker overlijdt. ‘En als wij dit gen uitschakelen bij onze proefdiermuizen, krijgen zij juist nog sneller kanker.’

Onethisch

Alle pijlen op deze langlevende ‘Peto-dieren’ dus, om kanker de wereld uit te helpen, zou je denken. Desondanks laten kankeronderzoekers zich in de praktijk niet vaak door ze leiden. Dat komt vooral doordat het moeilijk is om zulke dieren systematisch te onderzoeken, zegt Van de Ven. In een degelijk wetenschappelijk experiment zou je bijvoorbeeld bepaalde genen aan of uit willen zetten in zo’n dier, om te kijken wat dat doet met het risico op kanker. Dan moet je ze wel hun hele leven volgen in een gecontroleerde laboratoriumomgeving. Nogal onpraktisch (en onethisch) bij een walvis die 200 wordt.

In de praktijk fungeren inzichten over olifanten of walvissen vooral als bevestiging van wat kankerwetenschappers zien in hun labonderzoek in cellen of muizen, zegt ook verouderingshoogleraar Hoeijmakers. Het p53-gen was bijvoorbeeld in mensen al uitvoerig onderzocht voordat bekend werd dat olifanten er veel kopieën van hebben.

Toch is er een aantal ontwikkelingen die we aan bijzondere dieren te danken hebben. Dankzij microscopisch kleine beerdiertjes bijvoorbeeld hoopt de Amerikaanse oncoloog en radiotherapeut James Byrne (Universiteit van Iowa) bijwerkingen van kankerbestralingen te kunnen verminderen, beschreef hij pas nog in vakblad Nature Biomedical Engineering. Klachten zoals een droge mond en pijnlijke zweren komen nu veel voor bij patiënten die radiotherapie krijgen vanwege een tumor in hun hals of hoofd, vertelt hij via een videoverbinding. ‘We worden steeds beter in het genezen van die kanker, maar de bijwerkingen zijn soms blijvend. Die kunnen iemands kwaliteit van leven enorm verlagen.’

Beerdiertje onder de microscoop. Foto: Wikimedia Commons

Laten we eens out of the box denken, stelde zijn collega Giovanni Traverso van MIT in Boston daarom voor. Ken je het beerdiertje, vroeg hij, verwijzend naar het beestje van amper een halve millimeter groot dat er onder de microscoop uitziet als een miniknuffelbeer. Deze ongewervelde diertjes staan erom bekend zo goed als onverwoestbaar te zijn. Zo zijn ze nagenoeg ongevoelig voor radioactieve straling. Ze hebben namelijk speciale eiwitten die een soort beschermlaagje om DNA vormen.

Toen Traverso en Byrne deze eiwitten bij muizen in de wang spoten, zagen ze dat de proefdieren daarna minder last hadden van bestraling. De hoeveelheid beschadigd DNA was ongeveer de helft lager dan in proefdieren die het beerdiertjesenzym niet kregen. Byrne: ‘Voordat we deze stof ook bij mensen kunnen gebruiken, moeten we nog wel allerlei vervolgonderzoek doen, bijvoorbeeld om afweerreacties te voorkomen.’

Bakkersgist

Nuttige kennis over DNA-bescherming vind je in de natuur overigens ook buiten het dierenrijk. Dat weet verouderingshoogleraar Hoeijmakers uit eigen ervaring. ‘Een aantal jaren geleden was hier een kind dat leed aan de extreem zeldzame erfelijke ziekte trichothiodystrofie. Die kinderen hebben heel broze haren en nagels en worden helaas vaak niet oud, omdat een bepaald DNA-reparatiegen niet goed werkt.’ Opvallend bij dit patiëntje was dat telkens als ze koorts had, haar kussen de volgende dag vol haar lag. Hoeijmakers: ‘Dat viel steeds enorm uit. Maar als de koorts weg was, groeide het weer terug.’

De verklaring vond hij uiteindelijk in bakkersgist, dat hetzelfde reparatiegen in zijn DNA blijkt te hebben. Een onderzoeker vertelde hem dat als dit gen in gist niet goed werkt, de gistcellen gevoelig waren voor hogere temperatuur. Als dat ook bij de mens zo was, kon dat de haaruitval weleens verklaren, besefte Hoeijmakers. Bij koorts worden foutjes bij de celdeling nog slechter hersteld; nieuw haar wordt zo extra broos. Zakt de koorts weer, dan werkt het gen weer wat beter en verbetert de haargroei. Hoeijmakers: ‘Het is het eerste temperatuurgevoelige gendefect dat in mensen ontdekt is dankzij bakkersgist.’

James Byrne van de Universiteit van Iowa hoopt op meer onderzoek naar behandelingen op basis van dieren of andere organismen met unieke eigenschappen die beschermen tegen celschade en kanker. ‘Dit onderzoeksveld ligt feitelijk nog helemaal open.’

5 keer extreem oud

Hoe ouder je wordt, hoe hoger het risico op kanker en de dood. Maar deze dieren – en vooruit, één mens – wisten de verouderingswetten opvallend lang te tarten.

1. Groenlandse haai nummer 19 – 400 jaar

Een naam gaf de Deense bioloog Julius Nielsen hem niet in zijn publicatie uit 2016, toch verdient de Groenlandse haai met nummer 19 er wel een. Ongeveer 400 jaar oud werd deze vis namelijk, berekende Nielsen. Die uitzonderlijke levensverwachting is niet het enige extreme aan deze dieren. Ze leven tot 1.800 meter diepte, in ijskoude wateren (rond de Noordpool) en worden pas vruchtbaar als ze 150 jaar zijn.

2. Schildpad Harriet – 176 jaar

Evolutiepionier Charles Darwin zou eigenhandig deze Galapagosreuzeschildpad in 1835 aan boord van de Beagle genomen hebben toen hij de Galapagoseilanden aandeed. In 2006 overleed ze in een Australische dierentuin, al is er enige twijfel of het wel om hetzelfde dier gaat. Wat wel vaststaat, is dat ze meer dan 150 jaar oud werd én op 142-jarige leeftijd nog altijd vruchtbaar was.

3. Kaketoe Cocky Bennett – 120 jaar

‘Dieren die hun baasjes overleven’, zo omschreef dagblad Sydney Morning Herald grote geelkuifkaketoes eens. Voor Cocky Bennett gold dat zeker. Zijn leven (1796-1916) omspande drie eeuwen; het grootste deel daarvan was op zee, als compagnon van de Australische kapitein Ellis. Behalve om zijn leeftijd was Cocky beroemd vanwege zijn humor: hij kon verschillende grappen napapegaaien.

4. Tuatara Henry – 120+ jaar

Dit bijzondere reptiel werd geboren op een eilandje precies tussen het noorder- en zuidereiland van Nieuw-Zeeland. Zijn landgenoten regelden speciaal een ontmoeting met zijn Britse naamgenoot prins Harry, toen die in 2015 het land bezocht. Pas toen hij meer dan 100 jaar was, kreeg het dier voor het eerst kanker, in zijn genitaliën. Dat belette hem niet om een jaar later nog vader te worden van maar liefst elf nakomelingen.

5. Mens Maria Branyas Morera – 117 jaar

Ze overleefde twee wereldoorlogen en twee pandemieën (de Spaanse griep en corona). Anderhalf jaar lang was María Branyas Morera zelfs officieel de oudste mens ter wereld; pas afgelopen augustus overleed de in 1907 in San Francisco geboren Spaanse. Wetenschappers uit Barcelona claimden onlangs dat ze haar extreme leeftijd waarschijnlijk te danken had aan een gezonde levensstijl en gunstige genen.

Dit artikel waarderen?

Wil je dit artikel waarderen en daarmee mijn journalistieke werk rechtstreeks ondersteunen? Dat kan via een donatie: