De Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde ging begin deze week naar drie celbiologen. Elizabeth Blackburn, Carol Greider en Jack Szostak ontvingen de prijs voor hun werk aan telomeren: de uiteinden van chromosomen. Elizabeth Blackburn vergelijkt telomeren graag met de uiteinden van veters: dat stukje plastic dat onze veters beschermt tegen rafelen.

De ontdekkingen waarvoor het trio de Nobelprijs ontving werden zo’n dertig jaar geleden gedaan. De wetenschappers stelden zichzelf een heel simpele vraag die op het eerste gezicht weinig praktische toepassingen had: Hoe zien de uiteinden van chromosomen eruit? Inmiddels weten we niet alleen hoe telomeren eruitzien maar ook dat ze een belangrijke rol spelen bij het verouderen van cellen en de ongeremde celdeling die karakteristiek is voor kanker. De Nobelprijs voor dit onderzoek is dus een mooie opfrisser voor een ieder die vergeten was waarom we ook alweer geld steken in fundamenteel wetenschappelijk onderzoek.

Loshangend DNA

Chromosomen zijn de enorme moleculen die onze erfelijke informatie dragen. In elke cel hebben we 46 chromosomen: 23 van onze vader en 23 van onze moeder. Telomeren zijn stukken zichzelf herhalend DNA aan het einde van chromosomen. Dat repetitieve DNA trekt allemaal eiwitten aan die samen een soort dopje op het uiteinde van ieder chromosoom vormen. De functie van dit dopje is om de cel te laten weten dat dit het uiteinde van een chromosoom is en niet zomaar een stuk loshangend DNA. In dat laatste geval namelijk zou de cel overgaan tot het herstel van dit loshangende stuk DNA door het aan een ander stuk te plakken. En dat zou desastreuze gevolgen hebben voor de cel.

Steeds korter

Iedere keer als een cel zich deelt, verdubbelen de chromosomen zich. De manier waarop dat gebeurt leidt ertoe dat de telomeren bij elke celdeling iets korter worden. Om te voorkomen dat we nog voordat we geboren zijn al beginnen met aftakelen is er een eiwit dat ervoor zorgt dat onze chromosomen na elke verdubbeling weer op maat gemaakt worden. Dit eiwit heeft de toepasselijke naam telomerase. Helaas is telomerase alleen aan het begin van ons leven actief. Later worden onze chromosomen bij elke celdeling dus alsnog steeds korter. Totdat de telomeren op zijn. Dan zijn de dopjes die de chromosomen beschermen verdwenen en is de cel zo goed als dood.

Klok

Net zoals de jaarringen van een boom verraden hoe oud een boom is, is de lengte van telomeren dus een indicatie van de leeftijd van een cel. Maar telomeren doen meer, ze fungeren als een soort klok: ze bepalen hoeveel celdelingen een cel nog te gaan heeft. Recentelijk heeft Blackburn laten zien dat stress die klok sneller laat tikken: gestreste mensen hebben minder actief telomerase en als gevolg daarvan worden hun telomeren sneller korter dan bij ontspannen mensen. Het beschermen van je telomeren is dus een extra reden om je niet al te druk te maken.

Eeuwig jong

Er zijn ook cellen die eeuwig jong blijven. Hierin blijft het telomerase eiwit altijd actief en herstelt het celdeling na celdeling de afbrokkelende eindjes van de chromosomen. Dit is bijvoorbeeld het geval in stamcellen, maar ook in geslachtscellen. Ook kankercellen maken slim gebruik van het telomerase eiwit. In 80 tot 90% van alle kankercellen is het telomerase eiwit weer actief. Dat is één van de redenen waarom kankercellen in tegenstelling tot andere, ‘normale’ cellen in ons lichaam ongeremd kunnen delen. Het bedrijf Geron heeft momenteel twee lopende klinische studies waarin wordt gekeken of kanker kan worden aangepakt door telomerase af te remmen.

De Nobelprijs van dit jaar breekt een lans voor de fundamentele wetenschap. Het onderzoek naar de uiteinden van chromosomen, oorspronkelijk zonder directe toepassingen, laat maar weer eens zien tot wat voor onvoorspelbare resultaten fundamenteel wetenschappelijk onderzoek kan leiden. Het is al eens mooi verwoord door een van de grootste wetenschappers ooit, Einstein: “If we knew what it was we were doing, it would not be called research, would it?”.

Dit stuk verscheen ook op Opiniepagina van de Volkskrantsite