De rol van genen in zieke mensencellen

Jaren voor hem hadden andere wetenschappers al uitgevonden hoe ieder gen in eenvoudige gistcellen afzonderlijk kan worden uitgezet. Door vervolgens te kijken hoe processen in de cel veranderen, konden ze stap voor stap de functies van alle gist-genen bepalen. Maar in zoogdiercellen, en dus ook in menselijke cellen, was dat nog niet gelukt. Het werk van Thijn Brummelkamp bracht daar verandering in. Bij het Nederlands Kanker Instituut ontwierp hij een techniek om voor relatief weinig geld één enkel gen in een zoogdiercel uit te schakelen.

Voor het eerst kon de functie van menselijke genen in cellen in het laboratorium worden bestudeerd. Brummelkamp zelf gebruikte de techniek om te onderzoeken hoe kankercellen resistent kunnen worden voor kankermedicijnen, en hoe gezonde cellen in kankercellen kunnen veranderen. In het Amerikaanse Cambridge, bij het Whitehead Institute for Biomedical Research, wist Brummelkamp zijn nieuwe methode uit te breiden, zodat in één cel heel veel menselijke genen tegelijk volledig kunnen worden uitgezet. Met die revolutionaire techniek kunnen sindsdien allerlei nieuwe vragen worden beantwoord.

Voor het eerst kon de functie van menselijke genen in cellen in het laboratorium worden bestudeerd

Welke eiwitten heeft bijvoorbeeld het Ebolavirus nodig om cellen van het menselijk lichaam binnen te dringen? Hoe zit dat met andere virussen, bacteriën en biologische gifstoffen? Met hoe weinig werkzame genen kan een zoogdiercel eigenlijk toe om nog te functioneren?

Toch blijven er nog een heleboel vragen onbeantwoord. Brummelkamp: ‘De laatste jaren is steeds duidelijker geworden dat de chemische huishouding van kankercellen belangrijk verschilt van die van gezonde cellen, en dat dat belangrijke implicaties kan hebben. Snel groeiend kankerweefsel moet in korte tijd veel moleculen aanmaken, zoals eiwitten, DNA-moleculen en vetzuren. Die bouwstoffen moeten bovendien in de goede verhouding aanwezig zijn. Snel delende cellen hebben onder andere veel vetzuren nodig, zoveel zelfs dat sommige kankercellen ertoe overgaan ze zelf in grote hoeveelheden aan te maken in plaats van ze op te nemen uit de omgeving. Normaal gesproken gebeurt dat alleen door gespecialiseerde cellen. Met mijn Ammodo KNAW Award willen wij gaan onderzoeken hoe dit soort processen gereguleerd worden en van elkaar afhankelijk zijn’