Van dieren kun je leren

Tekst Gert-Jan van den Bemd
X-chromosoom inactivatie bij muis en olifant
Van dieren kun je leren
Vrouwen hebben twee X-chromosomen, waarvan er één moet worden uitgezet om
gezond te zijn. Maar hoe zit dat bij dieren? Cheryl Maduro gaat regelmatig naar de
dierentuin om het uit te zoeken.
V
leermuis, knobbelzwijn, kat, hond, wolf, zeeleeuw, wallaby en opossum. Dat zijn de dieren
die Cheryl Maduro, promotieonderzoeker bij
de afdeling Voortplanting en Ontwikkeling, op haar
lijstje heeft kunnen afstrepen. Zo nu en dan krijgt ze
een telefoontje van Diergaarde Blijdorp, dat er weer een
biopt voor haar klaarligt; een stukje huid dat dierenarts
Willem Schaftenaar van de Rotterdamse dierentuin voor
haar bij het dier heeft weggenomen. Dat doet hij niet
speciaal voor haar - het dier moest sowieso geopereerd worden of het was overleden en men wilde de
doodsoorzaak vaststellen – maar Maduro is er desalniettemin heel blij mee. Ze gebruikt het biopt om er
cellen (fibroblasten) uit te kweken. Die heeft ze nodig
voor haar onderzoek naar X-chromosoom inactivatie
(zie Kader: Fibroblasten worden stamcellen). Maduro
legt uit: “Wanneer mensen en dieren zich voortplanten,
smelten ei- en zaadcel samen en ontstaat er een embryo
met DNA van de moeder en van de vader, samengepakt
in 23 paar chromosomen. Eén van die paren bestaat uit
geslachtschromosomen. Een man heeft een X-chromosoom en een Y-chromosoom, een vrouw heeft twee
X-chromosomen. Om te voorkomen dat er een te hoge
activiteit van de genen op het X-chromosoom optreedt,
is het noodzakelijk dat een van de X-chromosomen bij
de vrouw wordt uitgeschakeld. Dat proces heet
X-chromosoom inactivatie.”
Olifant
Bij zoogdieren met een placenta, zoals de muis en ook
bij mensen, is óf het X-chromosoom van de vader óf het
X-chromosoom van de moeder uitgeschakeld, maar bij
buideldieren is altijd het X-chromosoom van de vader
inactief. Maar hoe belangrijk is het nou om te weten hoe
dat bij bijvoorbeeld een olifant is geregeld? Maduro: “De
olifant en mensen hebben weliswaar een heel ander
uiterlijk en zijn in de evolutie zo’n 100 miljoen jaren van
elkaar verwijderd, toch is er ook een opvallende overeenkomst: de genen van de olifant zijn voor een groot
gedeelte op dezelfde manier geordend als bij mensen.
Blijkbaar zijn biologische processen heel stabiel; ze evolueren heel langzaam. Door X-chromosoom inactivatie
bij andere dieren te bestuderen, leren we ook veel over
onze eigen mechanismen.”
Fibroblasten worden stamcellen
Om vast te stellen hoe X-chromosoom inactivatie bij de andere dieren verloopt, worden de fibroblasten die uit het biopt zijn gekweekt
omgevormd tot stamcellen (induced pluripotent stem cells). Stamcellen zijn cellen uit een vroeg stadium in de ontwikkeling. Het zijn de
voorlopercellen van alle typen cellen die in het lichaam aanwezig zijn:
bijvoorbeeld levercellen, vetcellen, zenuwcellen en ook fibroblasten.
Om de fibroblasten tot stamcel te vormen, brengt onderzoekster
Cheryl Maduro stukjes DNA in de fibroblasten. Die stukjes DNA bevatten regelgenen die actief zijn in stamcellen, maar in meer gespecialiseerde cellen (zoals fibroblasten) zijn uitgeschakeld. Door het
introduceren van die regelgenen gaan de fibroblasten als het ware
terug in hun ontwikkeling en komen ze in het eerste stadium van het
ontstaan van embryonaal leven. Dat is tevens het stadium waarin
X-chromosoom inactivatie voor het eerst plaatsvindt.
Subtiel
X-chromosoom inactivatie is van levensbelang. Gebeurt
het niet, dan is een embryo niet levensvatbaar. Maar
onlangs werd door de onderzoeksgroep waar Maduro
onderdeel van uitmaakt ontdekt dat het subtieler ligt:
het is in ieder geval bij vrouwtjesmuizen mogelijk om
in bepaalde cellen twee actieve X-chromosomen te
hebben zonder dat de muis dood gaat. Blijkbaar worden
de afwijkende cellen ondersteund door gezonde cellen
waarvan wel één van de twee X’en is uitgeschakeld (zie
ook Monitor 3, 2012).
Dat was een verrassende ontdekking, die bovendien
perspectief biedt voor de behandeling van genetische
ziekten die verband houden met genen die gelegen zijn
op het X-chromosoom: als er iets mis is met een gen op
het actieve X-chromosoom, zou een intact gen op het
inactieve X-chromosoom aangezet kunnen worden om
het mankement te compenseren. Dit is nu nog toekomstmuziek, maar de onderzoekers van de afdeling
Voortplanting en Ontwikkeling van het Erasmus MC zijn
druk bezig om het mechanisme verder te ontrafelen.
Cheryl Maduro draagt er graag haar steentje aan bij.
Zodra Blijdorp belt gaat ze op pad, want er staan nog
heel wat dieren op haar verlanglijstje!
Naam: Cheryl Maduro, 25 jaar
Afkomstig uit: Nederland, op tweejarige leeftijd verhuisd naar Aruba
Studie:Life Sciences aan de HAN (Hogeschool van Arnhem en Nijmegen) en de research master
opleiding Molecular Medicine van het Erasmus MC
Doet nu:promotieonderzoek op de afdeling Voortplanting en Ontwikkeling van het Erasmus MC
1414
Monitor• december
• december2012
2012
Monitor
Monitor • december 2012
15