Wetenschappers stoppen eiwitten van onverwoestbaar beerdiertje in menselijke cellen – en dat heeft een opmerkelijk effect

De eiwitten blijken er namelijk ook in menselijke cellen voor te zorgen dat moleculaire processen vertraagd worden. En dat roept de vraag op of ze bijvoorbeeld een rol zouden kunnen spelen in het tegengaan van veroudering.

Beerdiertjes zijn slechts een halve millimeter lang, maar onverwoestbaar gebleken. Zo kun je ze volledig uit laten drogen, bevriezen tot nabij het absolute nulpunt of verhitten tot 148 graden Celsius: ze overleven het allemaal. Ook blijken ze duizend keer meer straling te kunnen verdragen dan wij mensen én doet zelfs het vacuüm van de ruimte de beerdiertjes weinig. En zelfs experimenten waarin de minuscule beestjes in geladen geweren werden gestopt en met hoge snelheid werden afgevuurd, resulteerden niet in de dood van de beerdiertjes. Onderzoekers vermoeden dan ook dat het beerdiertje alle andere organismen op aarde zal zien uitsterven en uiteindelijk als enige nog overblijft.

Nieuw onderzoek
Het moge duidelijk zijn: het beerdiertje is onverwoestbaar. En onderzoekers willen heel graag weten hoe dat komt én of wij misschien iets van die onverwoestbaarheid kunnen lenen. Een nieuw onderzoek, verschenen in het blad Protein Science, schept iets meer duidelijkheid.

Cryptobiose
Voor het onderzoek bestudeerden de wetenschappers eiwitten die beerdiertjes helpen om extreme omstandigheden – zoals extreem hoge of lage temperaturen – te overleven. Wanneer het leven tegenzit, gaan beerdiertjes namelijk in cryptobiose; ze leggen hun stofwisseling bijna volledig stil en drogen zichzelf uit, waardoor ze 99 procent minder water herbergen. In die toestand hebben ze geen water of voedsel nodig. En ze kunnen dat decennialang volhouden, om vervolgens – als de omstandigheden gunstiger worden – ‘gewoon’ weer uit cryptobiose te komen. Ze herstellen dan hun stofwisseling, gaan weer eten en drinken en zich voortplanten. Kortom: ze leven verder alsof er niets gebeurd is.

CAHS
In cryptobiose gaan – en daar weer uitkomen – wordt in het geval van beerdiertjes mede mogelijk gemaakt door zogenoemde CAHS-eiwitten. Eén zo’n eiwit is CAHS D. Eerder hebben onderzoekers al aangetoond dat het eiwit beerdiertjes beschermt tegen de normaliter vernietigende effecten van uitdroging. Maar hoe dat precies zat, was onduidelijk. In dit nieuw onderzoek onthullen wetenschappers dat CAHS D-eiwitten, wanneer beerdiertjes in een lastig parket zitten, een soort gel-achtige substantie in de cellen vormen. Die substantie vertraagt de stofwisseling en behoedt de cel voor afsterven. En zodra de omstandigheden gunstiger zijn, ontdoen de eiwitten zich van hun gel-achtige gedaante en wordt de stofwisseling weer hersteld.

Mensen
Het is natuurlijk heel interessant om te begrijpen hoe beerdiertjes het vege lijf redden. Maar de onderzoekers zijn stiekem niet alleen geïnteresseerd in beerdiertjes; ze zien ook mogelijkheden voor andere soorten, waaronder mensen. Want ook voor ons kan het onder bepaalde omstandigheden heel handig zijn om processen die onze cellen spelen, te vertragen. Bijvoorbeeld om veroudering tegen te gaan.

Menselijke cellen
Maar kunnen we het trucje dat beerdiertjes gebruiken om hun leven op pauze te zetten, simpelweg overnemen? Dat vroegen de onderzoekers zich ook af. En dus namen ze de proef op de som. Ze namen enkele CAHS D-eiwitten en plaatsten deze in menselijke cellen. Om er vervolgens getuige van te zijn dat ook de moleculaire processen in die cellen vertraagd werden. “Verbazingwekkend genoeg zagen we dat deze eiwitten, wanneer we ze in menselijke cellen introduceerden, ook een gel-achtige substantie vormden en de stofwisseling vertraagden, net als in beerdiertjes,” vertelt onderzoeker Silvia Sanchez-Martinez. En dat niet alleen: de met eiwitten van beerdiertjes uitgeruste cellen waren in cryptobiose ook beter bestand tegen invloeden die anders schadelijk voor ze zouden kunnen zijn geweest. “Waarmee we enkele van de vaardigheden van beerdiertjes dus eigenlijk over hebben gedragen op menselijke cellen,” aldus Sanchez-Martinez. Het experiment wijst verder uit dat het ook nog eens een omkeerbaar proces is. Want wanneer de omstandigheden gunstiger waren, loste de gel-achtige substantie weer op. “En de menselijke cellen keerden weer terug naar hun normale stofwisseling,” aldus onderzoeker Thomas Boothby.

Veroudering en organen
In hun studie concluderen de wetenschappers dat hun studie nieuwe aanknopingspunten biedt om processen in cellen – en misschien zelf complete organismen – op een lager pitje te zetten. Wellicht kan het in de toekomst gebruikt worden om de veroudering een halt toe te roepen of in ieder geval af te remmen. Ook biedt het wellicht mogelijkheden voor de opslag van menselijke cellen of weefsels die niet gelijk getransplanteerd of anderszins gebruikt kunnen worden. Het kan best een uitdaging zijn om die ‘goed’ en functionerend te houden. En de eiwitten van beerdiertjes kunnen daar wellicht bij helpen.

Het is zeker niet voor het eerst dat onderzoekers naar het beerdiertje kijken voor toepassingen op mens en gezondheid. Eerder toonden wetenschappers al aan dat zowel natuurlijke als nagemaakte versies van eiwitten die we in beerdiertjes aantreffen, gebruikt kunnen worden om ervoor te zorgen dat belangrijke medicatie voor mensen met hemofilie ongekoeld houdbaar is.

Bronmateriaal

"UW Researchers Show That Introduced Tardigrade Proteins Can Slow Metabolism in Human Cells" - University of Wyoming
Afbeelding bovenaan dit artikel: Videologia from Getty Images (via Canva Pro)

Fout gevonden?

Voor jou geselecteerd