Dierstudie beschrijft de rol van URI-eiwit bij weefselregeneratie na blootstelling aan hooggedoseerde straling van bestralingstherapie
Bestralingstherapie of radiotherapie is een effectieve techniek om kanker in het lichaam te doden en is grotendeels verantwoordelijk voor het verhogen van de overlevingskansen van kanker in de afgelopen decennia. Een van de belangrijkste nadelen van intensieve radiotherapie is echter dat het tegelijkertijd gezonde cellen in het lichaam beschadigt, vooral kwetsbare gezonde darmcellen, bij patiënten die worden behandeld voor lever-, pancreas-, prostaat- of darmkanker. Deze toxiciteit en weefsel schade veroorzaakt door hoge doses ioniserende straling wordt over het algemeen ongedaan gemaakt nadat de radiotherapiebehandeling is voltooid, maar bij veel patiënten leidt dit tot complicaties zoals een dodelijke aandoening die gastro-intestinaal syndroom (GIS) wordt genoemd. Deze aandoening kan darmcellen doden, waardoor de darm wordt vernietigd en de patiënt sterft. Er zijn geen behandelingen beschikbaar voor GIS, behalve het verlichten van de symptomen zoals misselijkheid, diarree, bloedingen, braken enz.
In een nieuwe studie gepubliceerd op 31 mei in Wetenschap onderzoekers wilden de gebeurtenissen en mechanismen van GIS na blootstelling aan straling in een diermodel (hier, muis) begrijpen om biomarkers te identificeren die de niveaus van intestinale toxiciteit kunnen voorspellen nadat het dier is blootgesteld aan ernstige straling. Ze concentreerden zich op de rol van een moleculair chaperonne-eiwit genaamd URI (onconventionele prefoldin RPB5-interactor), waarvan de exacte functie nog steeds niet volledig wordt begrepen. In een eerdere in vitro onderzoek door dezelfde groep, werd gezien dat hoge URI-niveaus bescherming boden aan darmcellen tegen DNA-schade veroorzaakt door blootstelling aan straling. In de huidige studie uitgevoerd in vivo, werden drie GIS genetische muismodellen ontwikkeld. Het eerste model had hoge niveaus van URI uitgedrukt in de darm. In het tweede model werd het URI-gen in het darmepitheel verwijderd en werd het derde model ingesteld als controle. Alle drie groepen muizen werden blootgesteld aan hoge doses straling van meer dan 10 Gy. Analyse toonde aan dat tot 70 procent van de muizen in de controlegroep stierf als gevolg van GIS en alle muizen waarbij het URI-eiwitgen was verwijderd, stierven ook. Maar alle muizen in de groep met hoge URI-waarden overleefden de blootstelling aan hoge doses straling.
Wanneer URI-eiwit sterk tot expressie wordt gebracht, remt het specifiek β-catenine, dat essentieel is voor weefsel/orgaanregeneratie na bestraling en dus vermenigvuldigen cellen zich niet. Omdat stralingsschade alleen kan worden toegebracht aan cellen die zich vermenigvuldigen, is er geen effect op de cellen. Aan de andere kant, wanneer URI-eiwit niet tot expressie wordt gebracht, activeert reductie in URI β-catenine-geïnduceerde c-MYC-expressie (oncogen) waardoor celproliferatie wordt veroorzaakt en hun gevoeligheid voor stralingsschade toeneemt. Daarom speelt URI een sleutelrol bij het promoten van weefselregeneratie als reactie op een hoge dosis bestraling.
Dit nieuwe begrip van de mechanismen die betrokken zijn bij weefselregeneratie na bestraling kan helpen bij het ontwikkelen van nieuwe methoden om mogelijk bescherming te krijgen tegen hoge doses straling na radiotherapie. Het onderzoek heeft gevolgen voor kankerpatiënten, slachtoffers van ongevallen met kerncentrales en astronauten.
***
{U kunt de originele onderzoekspaper lezen door op de DOI-link hieronder in de lijst met geciteerde bron(nen) te klikken}
Bron (nen)
Chaves-Pérez A. et al. 2019. URI is nodig om de darmarchitectuur te behouden tijdens ioniserende straling. Wetenschap. 364 (6443). https://doi.org/10.1126/science.aaq1165
