Het suggereert dat de huidige behandelingen voor bepaalde ziektes, die vaak genderneutraal zijn, mogelijk te kort schieten.
Er bestaan talloze menselijke ziekten die worden veroorzaakt door disfunctionele mitochondriën (die essentieel zijn voor energieproductie en metabolische processen). Wanneer deze mitochondriën niet goed functioneren, kan dat effect hebben op spieren, organen zoals de lever en alvleesklier, de hersenen, en zelfs de ogen en oren. Voorbeelden hiervan zijn spierdystrofie, diabetes en de ziekte van Alzheimer. De huidige behandelingen voor deze aandoeningen zijn over het algemeen hetzelfde voor zowel mannen als vrouwen. Maar volgens een nieuwe studie kan deze aanpak weleens heel gebrekkig zijn.
Mitochondriën
Wetenschappers denken dat mitochondriën oorspronkelijk een op zichzelf staand eencellig organisme waren dat ongeveer 1,5 miljard jaar geleden werd opgenomen door een andere cel. In de loop van de tijd hebben deze opgenomen organismen zich ontwikkeld tot gespecialiseerde energieproducenten voor hun gastheercellen. Deze symbiotische samenwerking bleek zo voordelig dat ze gedurende vele eeuwen van evolutie heeft voortgeduurd. Deze oude samensmelting van twee organismen verklaart waarom mitochondriën hun eigen genoom hebben, los van de celkern.
Geslachten
Ondertussen weten we al dat de genactiviteit binnen mitochondriën verschilt. Dit is afhankelijk van het geslacht van het organisme. “De werking van mitochondriën kan variëren tussen mannen en vrouwen, omdat zij doorgaans verschillende energiebehoeften en -prioriteiten hebben,” legt mariene en milieu-bioloog Suzanne Edmands uit.
Verschillen
Edmands wilde meer weten over deze geslachtsverschillen. En dus besloot ze dit te bestuderen. Haar onderzoek richtte zich op het identificeren van de meest actieve mitochondriale genen bij mannen en vrouwen en hoe deze genen interageren met nucleaire genen in beide geslachten.
Eenoogkreeftjes
Om ervoor te zorgen dat ze daadwerkelijk geslachtsverschillen veroorzaakt door mitochondriën observeerde, bestudeerde ze eenoogkreeftjes, die niet met geslachtschromosomen zijn uitgerust. Geslachtschromosomen veroorzaken verschillen tussen mannetjes en vrouwtjes, en deze effecten zijn lastig te scheiden van de geslachtsspecifieke invloeden van mitochondriën. “Bovendien lijkt het mitochondriale genoom van eenoogkreeftjes erg op dat van ons, met dezelfde genen, dezelfde functies en een vergelijkbare grootte van het genoom,” merkt Edmands op. Edmands en haar team waren de eersten die de effecten van alle 37 genen in het mitochondriale genoom hebben onderzocht – genen die zowel bij eenoogkreefjes als bij mensen voorkomen.
Resultaten
De resultaten zijn verrassend. Zo blijkt dat mannen meer activiteit vertonen in alle eiwitcoderende mitochondriale genen dan vrouwen. Mannen laten ook hogere expressie zien van zowel nucleaire als mitochondriale genen die samenwerken om de energiestofwisseling in cellen te reguleren. Aan de andere kant laten vrouwen een hogere expressie zien van genen die specifiek betrokken zijn bij het produceren en onderhouden van mitochondriën.
Belangrijk
Waarom deze verschillen belangrijk zijn? Hoewel mitochondriën slechts een klein deel van het totale DNA in de celkern uitmaken, heeft het onderzoek aangetoond dat mitochondriale genen invloed hebben op processen die alle 12 chromosomen in de celkern beïnvloeden. En dat heeft een grote impact op de celbiologie. Bovendien waren de mitochondriale en nucleaire genen die interageerden bijna volledig verschillend tussen de geslachten.
Mannen komen van Mars en vrouwen van Venus
De ontdekking van aanzienlijke geslachtsverschillen in cellulaire activiteit heeft grote implicaties voor de behandeling van ziekten. Want hoewel de onderzoekers hun studie met kleine zeediertjes uitvoerden, hebben de bevindingen wel degelijk gevolgen voor de menselijke geneeskunde. “We hebben een opmerkelijk patroon ontdekt dat lijkt op ‘mannen komen van Mars en vrouwen van Venus’,” stelt Edmands. “Onze ontdekking onderstreept dan ook dat het essentieel is om behandelingen te ontwikkelen die specifiek zijn afgestemd op de verschillen tussen mannen en vrouwen.”
Behandelingen
Edmands suggereert dat haar ontdekkingen ook kunnen bijdragen aan nieuwe benaderingen voor de behandeling van mitochondriale ziekten, zoals mitochondriale vervangingstherapie. Dit proces omvat het vervangen van defecte mitochondriën in een moeder’s eicel door gezonde mitochondriën van een donor. “Onze resultaten geven aan dat het vervangen van mitochondriën door een ander type niet zo eenvoudig is als het vervangen van een batterij,” aldus Edmands. “Als er onevenwichtigheden zijn tussen de mitochondriën van de donor en het nucleaire DNA, kunnen er geslachtsspecifieke gevolgen zijn die invloed hebben op het hele genoom.” Het is belangrijk voor clinici om te begrijpen hoe nucleaire genen en mitochondriale genen met elkaar communiceren, en hoe deze interacties verschillen tussen mannen en vrouwen. Dit inzicht kan clinici helpen bij het kiezen van het juiste type mitochondriën om effectievere resultaten te behalen met behandelingen zoals mitochondriale vervangingstherapie.
Edmands zet haar studie voort. Zo is ze in haar toekomstige onderzoek van plan om nieuwe methoden toe te passen om geslachtsspecifieke verschillen in mitochondriale functie nog beter te bestuderen. Uiteindelijk hoopt ze zo te achterhalen hoe bepaalde geslachtsspecifieke verschillen invloed hebben op de effectiviteit en veiligheid van medische interventies. Dit diepere begrip kan leiden tot verbeterde behandelingen voor verschillende aandoeningen, waarbij rekening wordt gehouden met individuele biologische variatie en specifieke behoeften per geslacht.
