zou kanker de manier kunnen zijn waarop onze cellen in “Veilige modus” draaien, zoals een beschadigd besturingssysteem dat zichzelf probeert te behouden, wanneer het geconfronteerd wordt met een externe bedreiging? Dat is de conclusie van kosmoloog Paul Davies aan de Arizona State University in Tempe (A. S. U.) en zijn collega ‘ s, die een controversiële nieuwe theorie voor de oorsprong van kanker hebben bedacht, gebaseerd op zijn evolutionaire wortels. Indien correct, suggereert hun model dat een aantal alternatieve therapieën, waaronder behandeling met zuurstof en infectie met virale of bacteriële middelen, bijzonder effectief zou kunnen zijn.op het eerste gezicht lijkt Davies, die eerder opgeleid is in de fysica dan in de biomedische wetenschap, een onwaarschijnlijke soldaat in de “war on cancer.”Maar ongeveer zeven jaar geleden werd hij uitgenodigd om een nieuw instituut op te zetten bij A. S. U.—Een van de 12 gefinancierd door het National Cancer Institute—om fysische wetenschappers en oncologen samen te brengen om een nieuw perspectief op de ziekte te vinden. “We werden gevraagd om kanker van onderaf te heroverwegen”, zegt Davies.Davies werkte samen met Charley Lineweaver, een astrobioloog aan de Australian National University in Canberra, en Mark Vincent, een oncoloog aan het London Health Sciences Center in Ontario. Samen hebben ze een “atavistisch” model bedacht dat kanker de heruitdrukking is van een oude “voorgeprogrammeerde” eigenschap die slapend heeft gelegen. In een nieuw artikel, dat verscheen in BioEssays in September, beweren ze dat omdat kanker voorkomt in veel dieren en planten, evenals mensen, het honderden miljoenen jaren geleden moet zijn geëvolueerd toen we een gemeenschappelijke eencellige voorouder deelden. Op dat moment profiteerden cellen van onsterfelijkheid, of het vermogen om zich ongecontroleerd te verspreiden, zoals kanker dat doet. Toen complexe meercellige organismen zich echter ontwikkelden, werd “onsterfelijkheid uitbesteed aan de eieren en het sperma”, zegt Davies, en somatische cellen (die niet betrokken zijn bij de voortplanting) hadden deze functie niet langer nodig.
de hypothese van het team is dat wanneer men geconfronteerd wordt met een milieubedreiging voor de gezondheid van een cel—straling, bijvoorbeeld, of een levensstijl factor—cellen kunnen terugkeren naar een “voorgeprogrammeerde veilige modus.”Door dit te doen, stoten de cellen hogere functionaliteit af en schakelen hun slapende vermogen om zich terug te vermenigvuldigen in een misplaatste poging om te overleven. “Kanker is een fail-safe”, merkt Davies op. “Zodra de subroutine wordt geactiveerd, implementeert het zijn programma meedogenloos.tijdens een conferentie over medische techniek in het Imperial College in Londen op 11 September schetste Davies een reeks therapieën voor kanker gebaseerd op dit atavistische model. In plaats van simpelweg het vermogen van kanker om zich voort te planten aan te vallen, of “de kracht van kanker”, zoals Davies het noemt, onthult het model “de achilleshiel van kanker”.”Bijvoorbeeld, als de theorie juist is, dan is kanker geëvolueerd in een tijd dat de omgeving van de aarde zuurder was en minder zuurstof bevatte. Het team voorspelt dat het behandelen van patiënten met een hoog zuurstofgehalte en het verminderen van suiker in hun dieet, om de zuurgraad te verlagen, de kanker zal belasten en tumoren zal doen krimpen.de effecten van zuurstofgehalte op kanker zijn al vele jaren onafhankelijk onderzocht en lijken Davies ‘ ideeën te ondersteunen, zegt Costantino Balestra, fysioloog aan de Paul Henri Spaak School en de Vrije Universiteit van Brussel, beide in België. In ongepubliceerd werk dat is ingediend voor peer review, bijvoorbeeld, Balestra en zijn collega ‘ s hebben onlangs aangetoond dat licht verhoogde zuurstofniveaus kunnen beginnen met leukemie celdood veroorzaken zonder schade aan gezonde cellen. “Het ziet er bijna te gemakkelijk uit”, zegt Balestra. “Onze voorlopige resultaten lijken aan te tonen dat het leveren van een beetje extra zuurstof voor één of twee uur per dag, in combinatie met andere traditionele kankertherapieën, patiënten ten goede zou komen zonder harde bijwerkingen.”Balestra benadrukt echter dat dit werk niet werd uitgevoerd om Davies’ hypothese te testen en niet kan worden beschouwd als bewijs dat het atavistische model correct is.
Davies en zijn collega ‘ s pleiten ook voor immunotherapie—specifiek, selectief infecteren van patiënten met bacteriële of virale middelen. Medische onderzoekers onderzoeken nu al de veelbelovende effecten van een dergelijke aanpak voor het kunstmatig stimuleren van het immuunsysteem van patiënten om te helpen bij hun herstel. Immunotherapie heeft al goed gepresteerd in de behandeling van melanomen, bijvoorbeeld, en de effecten ervan op andere kankers worden bestudeerd. Volgens het atavistische model zouden kankercellen echter, naast het versterken van het immuunsysteem, ook kwetsbaarder moeten zijn dan gezonde cellen om gedood te worden door infectieuze agentia, omdat ze een hogere beschermende functionaliteit verliezen wanneer ze “opnieuw opstarten in Veilige modus”, zegt Davies. Recente studies die clostridium sporen injecteren bij ratten, honden en een menselijke patiënt lijken deze interpretatie ook te ondersteunen, zegt hij.sommige wetenschappers, zoals David Gorski, een chirurgisch oncoloog aan de Wayne State University, blijven sceptisch. “De’ voorspellingen ‘van het atavisme zijn niets dat wetenschappers niet op andere wegen zijn gekomen,” zegt hij.Davies en zijn collega ‘ s zijn al begonnen met een meer directe test van hun theorie, als antwoord op dergelijke kritiek. “De sleutel tot onze theorie is kijken naar de leeftijden van de genen die verantwoordelijk zijn voor kanker”, legt Davies uit. Het atavistische model beweert dat met het begin van kanker, cellen terugkeren naar een meer primitieve modus en meer recent geëvolueerde functies worden uitgeschakeld. Het team voorspelt daarom dat naarmate kanker vordert, meer recent geëvolueerde genen functie zouden moeten verliezen, terwijl oude genen actief worden.om te controleren of deze hypothese juist is, vergelijken Davies en zijn collega ‘ s momenteel gegevens uit de cancer genome atlas, die de genen identificeert die betrokken zijn bij kanker, met verschillende databases die de genen classificeren die we gemeen hebben met andere soorten. De laatste dataset stelt biologen in staat om de leeftijd van genen te traceren. Om het even welke correlatie die tussen de genleeftijd en kanker bestaat zal een impuls aan het atavistic model zijn. “Het combineren van de twee datasets is nog niet eerder gedaan,” zegt Davies. “Maar het is in wezen een data-mining oefening die niet veel geld te nemen en het is iets waar we nu aan werken.”
Brendon Coventry, een chirurgisch oncoloog en immunotherapeut aan de Universiteit van Adelaide in Australië, ziet waarde in fysici die samenwerken met oncologen om bestaand medisch bewijs samen te stellen om te proberen de oorsprong van kanker te begrijpen. “Enorme hoeveelheden geld en de slimste geesten in de biologische en medische wetenschap hebben gefaald om een grote impact te maken in de oorlog tegen kanker, dus misschien is het tijd voor een nieuw paradigma,” Coventry zegt, toe te voegen: “een kosmoloog kan kijken naar de cel als een ‘intern universum’ om te worden onderzocht op een nieuwe manier.”
Meer:
Paul Davies: natuurkunde kan helpen kanker te bestrijden
13 April 2011
interdisciplinaire onderzoekspartnerschappen opgezet om de fysica van kanker aan het licht te brengen
27 December 2010
