Reactive oxygen species in health and disease

Aantal vrije zuurstofradicalen in cel beïnvloedt gezondheid in grote mate

Vrije zuurstofradicalen ontstaan wanneer zuurstof een extra elektron opneemt. Deze radicalen worden onder andere geproduceerd door immuuncellen en mitochondriën, een soort energiefabriekjes in de cel, maar ook door blootstelling aan zonlicht of roken. Monique van der Wijst onderzocht het verband tussen oxidatieve stress (wanneer er meer vrije zuurstofradicalen worden geproduceerd dan geneutraliseerd), epigenetica en kanker. Zij concludeert dat het intracellulaire vrije zuurstofradicalenniveau grote invloed heeft op de gezondheid. Door dit niveau te moduleren kunnen processen die leiden tot kanker voorkomen worden, en reeds gevormde kankercellen worden gedood.

Zoals ijzer door oxidatie roest, zo kunnen vrije zuurstofradicalen in ons lichaam met belangrijke moleculen zoals DNA-moleculen of eiwitten reageren. Hele grote hoeveelheden vrije zuurstofradicalen lijken schadelijk te zijn, maar een lagere dosering lijkt juist gunstige effecten te hebben op de gezondheid. Ook kunnen vrije zuurstofradicalen genexpressie beïnvloeden.

Van der Wijst richtte zich in haar onderzoek in het bijzonder op de mitochondriën omdat deze ‘cellulaire energiefabriekjes’ belangrijke producenten van vrije zuurstofradicalen zijn. Samen met haar collega’s bestudeerde ze onder andere hoe de radicalen als boodschappermolecuul communiceren met de celkern en hoe ze daar de epigenetica van het DNA van de celkern veranderen. Ook onderzocht ze hoe de nieuw opgedane kennis kan helpen bij het bedenken van nieuwe therapieën tegen kanker.

De promovenda stelde vast dat het mogelijk is om kankercellen gericht (‘preferentieel’) te elimineren door het vrije zuurstofradicalenniveau te verhogen binnen de cel. Dat kan met behulp van een door chemici ontworpen molecuul, N4Py genaamd, dat als een katalysator de minder reactieve “boodschapper” vrije zuurstofradicalen omzet in de extreem reactieve beschadigende varianten, of door middel van het remmen van de belangrijkste regulator van verdedigingsmechanismen van oxidatieve stress, Nrf2. Het vrije radicalenniveau in de cel kan ook door voeding of sport gemoduleerd worden. Zo wordt Nrf2 geactiveerd door heel veel voedingsmiddelen waaronder koffie, brocolli en chocolade, en gaat het vrije radicalenniveau in de mitochondriën door sporten kortdurend omhoog. Het onderzoek laat zo zien dat voedingsmiddelen en sport een direct effect kunnen hebben op het ontstaan en/of de overleving van kanker.

Monique van der Wijst (1988) studeerde Biomedische wetenschappen (BSc) aan de Radboud Universiteit Nijmegen en Oncologie (MSc) aan de Vrije Universiteit Amsterdam. Ze verrichtte haar promotieonderzoek binnen onderzoeksinsituut CRCG van het Universitair Medisch Centrum Groningen. NWO Chemtem financierde het onderzoek.

Proefschrift: http://hdl.handle.net/11370/3eeb0068-6b21-4661-bb25-360e87203871