Ik praat over cellulaire verjonging en mogelijke onsterfelijkheid. Ik heb het ook over hoe kankercellen vals spelen, omdat ik denk dat kankercellen op de een of andere manier een mogelijk onsterfelijkheidssysteem hebben gereactiveerd dat normaal verloren gaat in de cellen van dieren. Dit is een onderwerp waarin ik al heel lang geïnteresseerd ben, maar dit is eigenlijk de eerste keer dat ik hierover een lezing geef.
In de jaren ’70 werkte ik aan celbiologie in Cambridge en was ik vooral geïnteresseerd in de hele kwestie van celveroudering, verjonging en in 1974 publiceerde ik een artikel in Nature over de veroudering, groei en dood van cellen. Dit onderwerp is altijd interessant voor mij gebleven en in 2022 publiceerde ik nog een artikel over het onderwerp waarin ik een nieuwe versie van mijn hypothese presenteerde.
Dr. Rupert Sheldrake, PhD, is bioloog en auteur, vooral bekend om zijn hypothese van morfische resonantie. Aan de Universiteit van Cambridge werkte hij in de ontwikkelingsbiologie als Fellow van Clare College. Hij was Principal Plant Physiologist bij het International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics en van 2005 tot 2010 directeur van het Perrott-Warrick project, Cambridge.
In deze artikelen onderzoek ik twee paradigma’s van veroudering en verjonging die de biologie sinds de late 19e eeuw hebben gedomineerd. Deze paradigma’s zijn onverenigbaar met elkaar maar coëxisteren toch in verschillende subvelden van de biologie. Ik denk dat dit langdurige debat tussen deze twee paradigma’s kan worden opgelost en ik zal in deze lezing uitleggen hoe dat kan en hoe de oplossing nieuw licht kan werpen op kanker en mogelijk zelfs kan leiden tot nieuwe manieren om kanker te behandelen.
Het debat begon in de late 19e eeuw tussen twee vooraanstaande biologen, Emil Mopar en August Weissmann. Mopar betoogde dat alle cellen altijd verouderen en dat veroudering inherent is aan het leven. Hij stelde dat er een verjongingsproces moet zijn, en hij dacht dat dit gebeurde door middel van seks. Weissmann daarentegen dacht dat eencellige organismen potentieel onsterfelijk zijn en dat veroudering alleen gebeurt in meercellige organismen. Hij zei dat kiemcellen, vooral eicellen, hun potentieel onsterfelijke eigenschappen van eencellige organismen erven.
Dus deze twee paradigma’s, het universele senescentieparadigma en het potentieel onsterfelijkheidsparadigma, zijn bijna tegenovergesteld. Voor het ene paradigma is het probleem verjonging verklaren, terwijl voor het andere het probleem is veroudering verklaren. Het potentieel onsterfelijkheidsparadigma is nog steeds dominant in gebieden van de biologie die te maken hebben met eicellen en kanker, terwijl het universele senescentieparadigma nu overheerst in veel delen van de biologie, waaronder dierlijke ontwikkelingsstudies en ook in de studie van gisten en bacteriën.
Toen ik in de jaren ’70 geïnteresseerd raakte in het onderwerp, was de dominante theorie de potentieel onsterfelijkheidstheorie. Ikzelf benaderde het onderwerp vanuit het universele senescentieparadigma en probeerde uit te zoeken hoe cellen verjongd kunnen worden. Het bleek dat eencellige organismen inderdaad verouderen en ouder worden, zoals Mopar had gezegd en Weissmann ontkende.
Er waren pogingen om veroudering te verklaren in termen van cascades van fouten, zoals de zogenaamde Error Catastrophe-hypothese van Luis Orgel en een latere theorie, Kirkwood’s Disposable Soma Theory, die expliciet Weissmann’s ideeën overnam. Hij ging ervan uit dat kiemcellen potentieel onsterfelijk waren, maar dat het nodig was om te verklaren waarom andere cellen verouderden.
Mijn eigen benadering, uitgaande van het universele senescentieparadigma, was gericht op het begrijpen van het verjongingsproces in cellen. Ik was nieuwsgierig naar hoe cellen hun verouderingsproces konden omkeren en hun jeugdige eigenschappen konden herwinnen. Dit onderzoek heeft geleid tot nieuwe inzichten in de biologie van veroudering en verjonging en heeft bijgedragen aan een beter begrip van hoe kankercellen in staat zijn om veroudering te omzeilen en een soort van “onsterfelijkheid” te verkrijgen.
Door de jaren heen is er steeds meer bewijs gekomen voor het idee dat veroudering en verjonging nauw met elkaar samenhangen en dat er een complex evenwicht bestaat tussen de twee processen in levende organismen. Het begrijpen van dit evenwicht kan ons niet alleen helpen om effectievere behandelingen voor kanker te ontwikkelen, maar kan ook bijdragen aan het ontwikkelen van therapieën om veroudering tegen te gaan en de gezondheid en levensduur van mensen te verbeteren.
Terwijl we verder onderzoek doen naar de complexe mechanismen van veroudering, verjonging en celonsterfelijkheid, blijven er nieuwe mogelijkheden ontstaan voor het ontwikkelen van innovatieve behandelingen en therapieën. Hoewel er nog veel onbekend is en er nog veel werk te doen is, is het duidelijk dat het bestuderen van deze processen ons een beter begrip geeft van het leven zelf en de manier waarop we ziekten en veroudering kunnen bestrijden.
Naarmate we dieper in de mechanismen van veroudering en verjonging duiken, ontdekken we nieuwe paden en benaderingen die het potentieel hebben om zowel de kwaliteit als de lengte van ons leven te verbeteren. Een opkomend gebied van onderzoek richt zich op het bestuderen van de rol van stamcellen in veroudering en verjonging. Stamcellen zijn cellen die zich kunnen ontwikkelen tot verschillende celtypen in het lichaam en een rol spelen bij het herstel en onderhoud van weefsels.
Stamcellen hebben unieke eigenschappen die hen in staat stellen om zichzelf te verjongen en andere cellen te herstellen of te vervangen die zijn beschadigd door veroudering, ziekte of letsel. Door het beter begrijpen van de processen die stamcellen in staat stellen om verjonging te bevorderen, kunnen we mogelijk nieuwe therapieën ontwikkelen om leeftijdsgerelateerde aandoeningen te behandelen en de algehele gezondheid te verbeteren.
Een andere benadering die momenteel wordt onderzocht, is het bestuderen van de invloed van genetica en epigenetica op veroudering en verjonging. Genetische en epigenetische factoren spelen een cruciale rol bij het reguleren van de manier waarop onze cellen functioneren en reageren op veroudering. Door het identificeren van genen en epigenetische markers die betrokken zijn bij veroudering en verjonging, kunnen we mogelijk gerichte interventies ontwikkelen om deze processen te beïnvloeden en gezond ouder worden te bevorderen.
Een andere veelbelovende strategie is het onderzoeken van de rol van voeding en levensstijl in veroudering en verjonging. Er is steeds meer bewijs dat bepaalde voedings- en levensstijlfactoren, zoals een gezond dieet, lichaamsbeweging en stressreductie, invloed kunnen hebben op veroudering en verjonging op cellulair niveau. Dit soort benaderingen kunnen bijdragen aan preventie en bevordering van gezond ouder worden zonder noodzakelijkerwijs te vertrouwen op farmaceutische interventies.
Ik zet een hypothese uiteen die op dat moment logisch voor mij was en sindsdien breed is bevestigd: naarmate cellen ouder worden, hopen beschadigde celcomponenten zich op. Cellen hebben zeer goede reparatiesystemen waarmee ze gedenatureerde eiwitten kunnen verwijderen, proteasomen die hen in staat stellen disfunctionele eiwitten te recyclen, reparatiesystemen voor celmembranen, reparatiesystemen voor fouten in DNA en ze hebben geweldig effectieve reparatiesystemen. Maar er zijn altijd dingen die deze systemen niet kunnen repareren.
Wat er gebeurt, is dat onverteerbare resten en stukjes onverteerd eiwit of mitochondriën zich ophopen in de spijsverteringsvacuolen binnen cellen, de lysosomen genaamd, die materiaal oplossen dat anders moet worden verteerd. Er zijn onverteerde resten die zich binnen cellen ophopen, evenals schade binnen celmembranen. Ik noem al deze beschadigde celcomponenten. De beschadigde celcomponenten hopen zich op in cellen naarmate de tijd vordert en als cellen niet groeien en delen, worden ze uiteindelijk overweldigd door de opeenhoping van deze celcomponenten. Ze kunnen er echter vanaf komen door te groeien en te delen. Als ze groeien, verdunnen ze de celcomponenten en als ze delen, geven ze deze door aan hun dochtercellen.
Er zijn twee belangrijke manieren waarop cellen zich kunnen delen, zoals ik in deze diagrammen laat zien. Het symmetrische patroon van celdeling betekent dat de cellen zich delen om twee min of meer gelijke cellen te geven en die delen zich weer om twee min of meer gelijke cellen te geven. Als er beschadigde celcomponenten zijn, worden deze gedeeld tussen de twee cellen, zodat ze beide enkele beschadigde celcomponenten erven en er na verloop van tijd meer opbouwen. Hun dochters erven dan meer dan zijzelf hebben geërfd als ze blijven opbouwen, wat meestal het geval is. Alles hangt af van hoe snel ze zich delen en in welk tempo deze beschadigde celcomponenten zich opbouwen en of de schade autocatalytisch is, of schade leidt tot meer schade die op een sneller tempo gebeurt.
Het resultaat van mijn artikel in Nature in 1974 was dat er een hele school van wiskundige modellering ontstond die aantoonde dat als je deze parameters varieert, deze celbevolking meer of minder snel zal uitsterven als ze symmetrisch delen. Dus alles hangt af van deze snelheden van afwijking en ophoping. Maar de andere manier waarop cellen zich kunnen delen, is asymmetrisch en nu, zoals ik in dit diagram laat zien, wanneer ze zich delen, kunnen ze zich bijvoorbeeld zo verdelen dat een van de dochtercellen het grootste deel of alle rommel van de beschadigde celcomponenten ontvangt, waardoor het bord voor de ander schoon wordt geveegd. Dus de ene cel wordt verjongd ten koste van de andere. Dit betekent dat de verjongde cel nog steeds beschadigde celcomponenten zal opbouwen, maar min of meer vanaf een schone lei begint. Wanneer het zich deelt, kan het zich weer ontdoen van die componenten en dit blijven doen, waardoor het wordt geregenereerd en sterfelijke dochtercellen ontstaan. Dus een van hen erft als het ware de zaden van sterfelijkheid en de ander wordt geregenereerd, doordat een van hen deze last van sterfelijkheid op zich neemt om de ander te regenereren. Dit kan op twee manieren gebeuren: of de moedercel geeft deze beschadigde celcomponenten door aan een dochtercel en blijft de moedercel regenereren – de dochtercellen zijn dan allemaal sterfelijk – of het kan andersom gebeuren: de dochtercellen worden geregenereerd terwijl de moedercel alle beschadigde celcomponenten behoudt, waardoor de moedercellen geleidelijk verouderen en uiteindelijk sterven.
In de werkelijkheid vinden we beide patronen: bij embryonale dieren, wanneer de moedercellen zenuwcellen, eicellen of andere cellen voortbrengen die belangrijk zijn voor de groei van het embryo, behouden de moedercellen meestal de beschadigde celcomponenten en zijn ze hoe dan ook wegwerpbaar omdat ze alleen helpen het embryo op te bouwen en nieuwe zenuwcellen voort te brengen. Dus het zijn de moedercellen die alle beschadigde celcomponenten vasthouden. Maar in stamcellen in onze eigen lichamen, bijvoorbeeld de stamcellen die nieuwe huid voortbrengen, de stamcellen die nieuw bloed voortbrengen binnen het beenmerg, de stamcellen die een nieuwe darmwand voortbrengen, blijven deze stamcellen zich delen en gespecialiseerde cellen voortbrengen, zoals huidcellen die sterven als ze differentiëren. De darmwandcellen leven slechts enkele uren of enkele dagen, en bloedcellen leven slechts een beperkte tijd voordat ze sterven. Ze hoeven niet onsterfelijk te zijn, maar de stamcellen blijven geregenereerd worden en hebben elke keer dat ze zich delen een schone lei.
In onze eigen lichamen vindt de productie van nieuwe cellen grotendeels plaats door stamcellen en de stamcellen worden verjongd door het proces van celdeling. Inmiddels is in aanzienlijk detail bestudeerd hoe dit proces werkt. Toen ik dit in de jaren 1970 hypothetiseerde, kon niemand echt zien hoe dit gebeurde. Je kon de details van celdeling niet bestuderen, maar het is nu mogelijk geworden om dat te doen met behulp van labelingstechnieken.
In planten is er een vergelijkbare situatie: de stamcellen in de meristemen, de groeipunten van de scheuttop en de wortelpunt, delen zich asymmetrisch om één cel te geven die een stamcel blijft, een meristematische cel, en de andere cellen die verder kunnen delen maar uiteindelijk veranderen in houtcellen, schorscellen of bladcellen, en al deze cellen sterven vroeg of laat. Toch kunnen de meristematische cellen onbeperkt worden geregenereerd. In een boom die bijvoorbeeld 2500 jaar oud is, kun je stekken nemen van de stelen, van de meristemen, van de uiteinden van de stengeltips, en je kunt een hele nieuwe boom kweken uit deze stekken. Er is geen veroudering in deze cellen, ze worden voortdurend verjongd en dat denk ik dat gebeurt vanwege asymmetrische celdeling en het doorgeven van de beschadigde celcomponenten. In planten is dit nog niet direct aangetoond, maar ik voorspel dat dit zal worden gevonden wanneer mensen ernaar zoeken.
Ik heb een bijlage waarin enkele nieuwe experimenten worden voorgesteld, en een daarvan is het toepassen van dezelfde technieken die zijn toegepast op dieren op plantencellen, en ik denk dat hetzelfde patroon zal ontstaan. Schimmels kunnen hetzelfde doen: meercellige schimmels delen wanneer ze sporen produceren op zo’n manier dat de spore waaruit het nieuwe organisme zal komen, het gladde, witte en schone deel heeft, en de beschadigde celbestanddelen worden mogelijk verdeeld over cellen die achterblijven en vroeg of laat opnieuw sterven. Dit is nog niet direct onderzocht, maar het zou vrij eenvoudig kunnen worden onderzocht, en deze hypothese kan ook in schimmels worden getest. Het is al getest in eencellige schimmels zoals gisten.
Er zijn twee soorten gistcellen: een soort gist wordt “knopgist” genoemd en daarbij geeft een grote gistcel een kleine knopcel die zich afsplitst en een eigen vrije, levende cel wordt. De moedercel, die een hele reeks dochtercellen voortbrengt, hoopt beschadigde celbestanddelen op en vertraagt na een bepaald aantal generaties in de deling, waarna ze uiteindelijk sterven. De cellen die zij voortbrengen, worden op hun beurt moedercellen en brengen op hun beurt cellen voort totdat ze veel beschadigde celbestanddelen opstapelen en sterven. Aanvankelijk dachten mensen dat de andere soort gist, die “fission-gist” wordt genoemd en symmetrisch in twee gelijke cellen deelt, op de een of andere manier heel anders was. Nu blijkt echter dat deze symmetrie misleidend is: een van de cellen erft de beschadigde celbestanddelen, veroudert en sterft, terwijl de andere cel verjongd wordt.
Dit patroon van asymmetrische verdeling van beschadigde celbestanddelen wordt ook gevonden in bacteriën. Er zijn sommige bacteriën die asymmetrisch delen, zoals colobacter, een waterbacterie. Colobacter heeft een cel met een stengel die zich aan het medium waarop het zich bevindt, verankert en een cell met een zweepstaart afsplitst. De gesteelde cel behoudt de beschadigde celbestanddelen en verjongt de flagellate cel, die op zijn beurt een gesteelde cel kan worden en, net als in gist, nieuwe cellen kan voortbrengen terwijl het zelf veroudert.
Veel bacteriën, zoals de beroemde E. coli die veel wordt gebruikt in biologisch onderzoek, delen echter symmetrisch. Aanvankelijk dachten mensen dat dit betekende dat beschadigde celbestanddelen symmetrisch zouden worden verdeeld, maar dat is niet het geval. Eén celwand aan het uiteinde van de cel is ouder dan de andere en beschadigde celbestanddelen hopen zich op in de buurt van de oudere celwand. Een van de cellen erft ze, de andere niet. De cel die ze erft, deelt langzamer en veroudert, terwijl de andere cel verjongd wordt en sneller deelt. Elke keer dat ze delen, is er deze asymmetrie, wat betekent dat sommige van hen ouder worden en de last van veroudering dragen, terwijl anderen binnen de populatie verjongd worden. Dit patroon van asymmetrische verdeling van beschadigde celbestanddelen wordt zeer wijdverspreid gevonden in eencellige organismen, waarschijnlijk in planten en zeker in veel dieren en gisten. Dit past allemaal bij de hypothese van verjonging door asymmetrische celdeling.
Maar de zaken worden gecompliceerder wanneer we cellen beschouwen die symmetrisch delen. Als symmetrisch delende cellen niet erg snel delen en er een opeenstapeling van beschadigde celbestanddelen is, zouden ze slechts een bepaald aantal generaties kunnen delen voordat ze uitsterven. Het is bekend dat sommige cellen die symmetrisch delen van zoogdieren, zoals mensen, na een vast aantal generaties uitsterven. Dit is het geval bij fibroblasten, die symmetrisch delen en na zelden meer dan 50 generaties uitsterven. Als je ze uit oudere organismen haalt, ondergaan ze minder delingen voordat ze uitsterven dan wanneer je ze uit jongere organismen haalt.
Dit kan te wijten zijn aan de opeenstapeling van beschadigde celbestanddelen, maar het wordt gecompliceerd door het feit dat er ook andere factoren in het organisme zijn die de celdeling beheersen. Het feit dat ze slechts een beperkt aantal generaties delen, werd ontdekt door een wetenschapper genaamd Hayflick en wordt daarom soms de Hayflick-limiet genoemd. Het is niet alleen te wijten aan de opeenstapeling van beschadigde celbestanddelen: deze cellen hebben uitbreidingen aan de uiteinden van chromosomen, telomeren genaamd, die bij elke deling verkort worden. Wanneer de telomeren tot een bepaalde, zeer korte lengte zijn verkort, stoppen ze met delen. Er zijn enzymen, telomerase genaamd, die telomeren kunnen verlengen. Als je hun telomeren verlengt, kunnen ze opnieuw beginnen met delen.
Op dezelfde manier kunnen DNA en histonen die geassocieerd zijn met DNA, gemethyleerd worden, een chemische verandering die gepaard gaat met veroudering. Naarmate ze meer en meer gemethyleerd raken, delen ze langzamer en langzamer, en dit is een teken van veroudering. Er zijn echter enzymen die ze kunnen demethyleren, waardoor ze verjongd worden. Deze controle over proliferatie door telomeren en methylering van DNA en histonen is een factor in veroudering, maar deze cellen zouden nog steeds verouderen, zelfs als je ze zou stoppen met verouderen vanwege telomeren en methylering. Ze zijn nog steeds niet onsterfelijk; de opeenhoping van beschadigde celbestanddelen zal hen uiteindelijk toch overweldigen. Dus hoe komt het dan dat er enkele cellen zijn, zoals kankercellen, die symmetrisch delen en toch onbeperkt doorgaan met delen? Een bepaald type kankercel, geïsoleerd uit de baarmoederhalskanker van een Afro-Amerikaanse vrouw genaamd Henrietta Lacks, de zogenaamde HeLa-cellen, werden voor het eerst geïsoleerd in 1951 en zijn sindsdien door symmetrische deling in laboratoria blijven prolifereren, net als veel andere kankerlijnen die “getransformeerde cel lijnen” worden genoemd. Op de een of andere manier hebben deze cellen het vermogen verworven om onbeperkt te prolifereren zonder uit te sterven.
Dus hoe doen ze dat? Dit lijkt in strijd te zijn met het basisprincipe van het universele senescentie-paradigma. Het suggereert dat deze cellen op de een of andere manier een manier hebben om zichzelf te verjongen. Ze lijken echt een soort potentieel voor onsterfelijkheid te hebben, net zoals Weissmann veronderstelde in de late 19e eeuw. Maar hoe kan dit als senescentie een universeel principe is? Dit was een probleem waar ik in de jaren 1970 mee worstelde en waarmee ik vandaag de dag nog steeds worstel. Maar ik denk dat het duidelijker wordt hoe er een oplossing voor dit probleem kan zijn.
De onsterfelijkheid van deze kankercellen is niet uniek voor kankercellen. Het potentieel voor onsterfelijkheid wordt gedeeld door enkele van de vroegere cellen die voorkomen in zoogdierembryo’s, de zogenaamde embryonale stamcellen. Embryonale stamcellen delen symmetrisch en als je ze in weefselkweek in het laboratorium kweekt, kun je ze onbeperkt laten groeien zonder tekenen van veroudering te vertonen. Wat er met deze kankercellen is gebeurd, is dat ze op de een of andere manier de eigenschappen van embryonale stamcellen hebben herwonnen. In feite worden wat vaak oncogenen (kankergenen) worden genoemd, zoals het C-myc-gen, al vele jaren beschouwd als een diagnostisch kenmerk van kanker, een soort mutatie die leidt tot kanker. Veel onderzoek naar kanker is gericht op genetische veranderingen, en door deze oncogenen te noemen, wordt gesuggereerd dat kanker slechts een genetisch probleem is en dat er speciale genen zijn die in kanker worden geactiveerd en cellen kankercellen maken.
Het blijkt dat oncogenen voornamelijk genen zijn die normaal gesproken tot expressie komen in embryonale stamcellen. Dus de sleutel tot kanker lijkt te zijn het begrijpen van wat er gebeurt in deze embryonale stamcellen. Embryonale stamcellen bestaan in normale embryo’s, zoals menselijke embryo’s, en ze bestaan slechts een paar dagen kort na de bevruchting. Terwijl het bevruchte ei door de eileiders naar de baarmoeder gaat, delen deze embryonale stamcellen zich snel om de cellen te produceren die aanleiding geven tot het embryo. Ze delen zich symmetrisch en snel, en binnen enkele dagen worden ze normale stamcellen en beginnen zich asymmetrisch te delen en geven aanleiding tot de cellen van het embryo. Kunstmatig kunnen ze in weefselkweek in het laboratorium worden gehouden.
Interessant is dat ze een aantal kenmerken gemeen hebben met kankercellen. Embryonale stamcellen ontwikkelen zich onder zeer lage zuurstofomstandigheden; ze zitten niet in het midden van een goed geoxideerd systeem, maar in een cel die door de eileider gaat. Ze hebben slechts ongeveer 2,5 procent zuurstof in vergelijking met ongeveer 20 procent in volledig geoxideerd weefsel, wat het niveau in de atmosfeer is. Ze halen hun energie voornamelijk uit fermentatie, en het is al tientallen jaren bekend dat kankercellen hun energie voornamelijk uit fermentatie halen, net als embryonale stamcellen. Je hebt veel zuurstof nodig om het te krijgen door ademhaling, wat de normale manier is waarop we energie produceren.
Veel mensen zijn verbaasd over het feit dat als je kankercellen van zuurstof berooft, ze het in plaats van slechter beter doen. Als je bijvoorbeeld probeert ze van een bloedtoevoer en tumoren te beroven, wat een benadering van kankertherapie was, geven de cellen eigenlijk de voorkeur aan lage zuurstofomstandigheden omdat ze hun energie krijgen door fermentatie die geen zuurstof nodig heeft en ze zijn beter aangepast aan dit. Met andere woorden, het lijkt mij en een aantal andere onderzoekers dat een van de belangrijkste kenmerken van de kankerachtige transformatie is om kenmerken van embryonale stamcellen te kapen die normaal gesproken worden uitgeschakeld wanneer een normaal embryo zich ontwikkelt.
In die zin bedriegen de kankercellen; ze hebben een manier gevonden om potentieel onsterfelijk te worden door deze korte periode van potentiële onsterfelijkheid over te nemen die optreedt tijdens normale embryonale groei. Maar dit verschuift het probleem een stap verder. Hoe komt het dat embryonale stamcellen symmetrisch onbepaald kunnen delen als ze in de juiste omstandigheden in het laboratorium worden geplaatst en dat kankercellen dat ook kunnen? Hoe komen ze niet ten onder aan senescentie en worden ze niet overmand door beschadigde celbestanddelen? Het is zeer onwaarschijnlijk dat ze geen beschadigde celbestanddelen maken; deze ontstaan continu als gevolg van slijtage en celbeschadiging. Het is zeer onwaarschijnlijk dat ze perfecte reparatiesystemen hebben, omdat geen van de celreparatie systemen perfect is. Dus hoe komen ze ervan af als ze het niet doen door asymmetrische celdeling?
In de jaren ’70 leek het mij dat de enige mogelijke manier waarop ze dit konden doen, was door ze uit te scheiden en ze in kleine blaasjes naar buiten te duwen en de beschadigde celbestanddelen in hun omgeving uit te scheiden in plaats van ze in de cellen te laten opbouwen. In die tijd was er echter weinig bekend over de vorming van blaasjes door cellen. Er is niet veel onderzoek gedaan naar de vorming van secretieblaasjes door cellen. Er zijn verschillende soorten, zoals dit diagram laat zien. Een soort secretieblaasje, exosomen genaamd, wordt uitgescheiden in vacuolen (ruimtes) binnen de cel. De membraan rondom die vacuole fuseert met het celmembraan en scheidt de exosomen uit. Sommige worden direct vanaf het celmembraan afgeknot, microvesikels genoemd. Soms worden virussen afgeknot van het celmembraan en worden ze envelop-virusblaasjes genoemd, zoals HIV bijvoorbeeld. Soms scheiden cellen bijvoorbeeld vetdruppels uit, zoals in de melkklier, in blaasjes door ze van het membraan af te knippen.
Er zijn nogal wat manieren waarop cellen dingen in zichzelf kwijt kunnen raken door ze uit te scheiden via kleine blaasjes in hun omgeving. Onderzoeken naar deze blaasjes hebben aangetoond dat ze allerlei dingen bevatten, zoals DNA, RNA, misvouwde eiwitten, gedenatureerde eiwitten en afvalproducten, beschadigde celbestanddelen.
De hypothese die ik nu naar voren breng, die nog niet is getest maar die mij zeer waarschijnlijk lijkt, is dat wanneer cellen een kankerachtige transformatie ondergaan of wanneer ze embryonale stamcellen worden, ze veel blaasjes uitscheiden en beschadigde celbestanddelen in deze blaasjes in de omgeving om hen heen uitscheiden. Het is eigenlijk bekend dat embryonale stamcellen veel blaasjes uitscheiden, en sommige mensen proberen zelfs de blaasjes te verzamelen en ze te gebruiken voor embryonale stamceltherapie, met behulp van de blaasjes in plaats van de embryonale stamcellen in een vorm van stamceltherapie. Er is een heel onderzoeksgebied dat zich nu richt op deze blaasjes.
Kankercellen scheiden ook verhoogde aantallen blaasjes uit wanneer ze worden getransformeerd tot kankercellen. Ze produceren veel meer blaasjes dan voorheen. Er zijn nu bloedtesten voor kanker die op zoek gaan naar deze blaasjes in de bloedbaan vanuit bloedmonsters. Deze geavanceerde kankerdiagnostische methoden worden door veel onderzoekers als veelbelovend beschouwd.
Het is dus aannemelijk dat deze embryonale stamcellen en kankercellen beschadigde celbestanddelen in hun omgeving kunnen uitscheiden en zichzelf daardoor verjongen. Wat ik voorstel, is dat bij embryonale stamcellen deze vorm van uitscheiding van afvalproducten een tijdelijke fase is. De embryonale stamcellen groeien binnen een met vloeistof gevulde holte, de blastocyst genaamd, die fungeert als een soort stortplaats waarin ze deze beschadigde celbestanddelen, uitgescheiden in blaasjes, kunnen dumpen. Maar wanneer de cellen deel gaan uitmaken van een normaal organisme, denk ik dat dit secretiesysteem wordt uitgeschakeld.
Als alle cellen in ons lichaam hun afval in de omgeving rondom hen zouden dumpen, zou de hele intercellulaire omgeving een soort open riool worden en zouden de opruimsystemen, zoals fagocyten die beschadigde celbestanddelen opruimen, volledig overbelast raken. Dus wanneer cellen normale cellen worden binnen een groeiend embryo, stel ik voor dat ze nu overschakelen naar het binnenin houden van hun afvalproducten en deze verdunnen door groei en celdeling, vooral door asymmetrische celdeling. De cellen zullen onvermijdelijk verouderen, daarom verouderen alle cellen die stoppen met groeien, en alle organismen die stoppen met groeien, verouderen. Dat is de reden waarom dieren verouderen; ze stoppen met groeien. Planten verouderen niet op dezelfde manier omdat ze blijven groeien; een boom kan honderden of duizenden jaren groeien en zichzelf regenereren omdat hij blijft groeien.
Ik denk dat wanneer kankercellen worden geactiveerd als kankercellen, ze dit vermogen om zichzelf te verjongen, geërfd van embryonale stamcellen, terugwinnen door op een zeer asociale manier hun afval in de omgeving rondom hen te dumpen. Kankercellen zijn in wezen egoïstisch; ze hebben een manier gevonden om te ontsnappen aan de normale controles van celproliferatie, wat de eerste stap is in kankerachtige groei. Sommige ontwikkelen zich uit stamcellen door meer op stamcellen te gaan lijken die blijven delen en delen. Die kankers ontstaan in feite uit stamcellen. En de tweede fase in hun transformatie is het verwerven van potentiële onsterfelijkheid, wat ik denk dat gebeurt door het reactiveren van deze embryonale stamcelsystemen en het uitscheiden van beschadigde celbestanddelen in blaasjes. Als het mogelijk zou zijn om de blaasjessecretie door kankercellen te onderdrukken, zou het misschien mogelijk zijn om een nieuwe benadering van kankertherapie te vinden, omdat de kankercellen dan net als andere cellen zouden verouderen. In plaats van een probleem te vormen door onbeperkt te prolifereren, zouden ze een verouderingsproces ondergaan en vanzelf uitsterven.
Voor zover ik weet, is dit niet onderzocht als een benadering van kanker, omdat zoveel van de focus heeft gelegen op genetische veranderingen en veranderingen in eiwitten en veranderingen binnen de cellen. Als er dit systeem bestaat in kankercellen en in embryonale stamcellen, lijkt het mij heel goed mogelijk dat veel eencellige organismen, zoals amoeben, ook beschadigde celbestanddelen kunnen uitscheiden. Ze leven in vloeibare omgevingen in zoet water of in andere vloeibare omgevingen waar deze beschadigde celbestanddelen kunnen worden weggespoeld en verdund. Dit is niet het geval, zoals ik al zei, wanneer onze cellen dicht op elkaar zitten in plantaardige of dierlijke lichamen. Maar als ze vrij zwevend zijn, zouden ze deze kunnen uitscheiden, en het is bekend dat amoeben een uitscheidingsstelsel hebben. Het is mogelijk dat ze hun eigen beschadigde celbestanddelen uitscheiden, evenals voedselresten via dat uitscheidingsstelsel.
Het is dus mogelijk dat sommige cellen inderdaad potentieel onsterfelijk zijn, zoals Weissmann in de 19e eeuw veronderstelde. Sommige eencellige organismen, mogelijk eicellen die ook blaasjes afscheiden, en kankercellen hebben dit vermogen om potentieel onsterfelijk te zijn. Maar zoals Mopas zei, is het niet omdat ze niet verouderen, ze vormen geen beschadigde celbestanddelen; het is omdat ze een andere manier hebben om zich ervan te ontdoen.
Dus ik denk dat zowel Weissmann als Mopas gelijk kunnen hebben: Mopas had misschien gelijk dat alle cellen altijd verouderen, en Weissmann had misschien gelijk dat sommige cellen een speciale manier hebben om potentieel onsterfelijk te worden. Dit is slechts een hypothese; het kan worden getest, en ik stel verschillende manieren voor om het te testen in de bijlage van mijn artikel in de Proceedings of the Royal Society. Het kan op verschillende manieren worden getest, maar wat ik voorstel is dat de beschadigde celbestanddelen worden uitgescheiden in blaasjes, waardoor de cellen zich verjongen, en dat kankercellen op de een of andere manier bedriegen door dit systeem te verwerven waardoor ze kunnen ontsnappen aan het normale verouderingsproces dat andere cellen zou treffen die symmetrisch zouden delen.
Dit is een hypothese; u kunt er meer over lezen door mijn artikel te bekijken, dat online beschikbaar is. Ik wil afsluiten door te zeggen dat dit een open vraag is. Het is op veel manieren verrassend dat de aard van kanker onduidelijk is gebleven na zoveel moeite om het te begrijpen. Er is nog veel onbegrepen over de aard van veroudering en potentieel verjonging.
Er is natuurlijk veel interesse in en veel financiering voor dit onderwerp, met miljarden dollars afkomstig van miljardairs die graag het levenselixer zouden vinden en via het transhumanistische project de sterfelijkheid willen overwinnen. Hoewel ik denk dat er manieren zijn waarop cellen potentieel onsterfelijk kunnen worden, zoals ik heb gezegd, betekent het transformeren van cellen in potentieel onsterfelijke cellen dat ze ook potentieel kankerverwekkende cellen worden. Dus ik zou, als ik miljardair was, niet al mijn geld inzetten op de hoop om eeuwig leven of eeuwige jeugd te bereiken. Ik denk gewoon niet dat dit mogelijk is.
Maar ik denk wel dat het mogelijk is om te ontdekken hoe deze processen werken in kankercellen en ook in eencellige organismen – niet alle eencellige organismen, maar sommige daarvan. Er is een heel nieuw grensgebied dat zich kan openen in de celbiologie door deze processen te onderzoeken en te begrijpen. Het kan leiden tot nieuwe inzichten in kankertherapieën en ons begrip van veroudering en celregeneratie verbeteren. Toekomstig onderzoek in deze richting kan mogelijk leiden tot doorbraken in de manier waarop we kanker en veroudering aanpakken en behandelen, wat een grote impact kan hebben op de volksgezondheid en het welzijn van mensen over de hele wereld.
