Academisch ziekenhuis Maastricht
Spons lijkt op menselijke darm
Publicatiedatum: 09-03-2010
Bron: Stafdienst Communicatie
Auteur: Stafdienst Communicatie
Datum: 09-03-2010
Een onderzoek naar sponzen van het koraalrif kan belangrijke waarde
hebben voor de medische wetenschap. Dat stellen onderzoekers van het
Maastricht UMC+, die hebben meegewerkt aan een studie naar deze
sponzen. Toepassing lijkt in eerste instantie aan de orde bij
onderzoek naar de werking van de dikke darm en naar het ontstaan van
dikke-darmkanker, maar ook voor de productie van medicijnen kan het
sponsonderzoek van belang zijn.
Het gaat om experimenteel onderzoek van marien bioloog Jasper de Goeij
samen met onderzoekers van het Maastricht UMC+, dat onlangs
gepubliceerd werd in de Journal of Experimental Biology. Dit artikel
werd door de toptijdschriften Nature en Science aangeduid als research
highlight.
Jasper de Goeij werkte voor zijn promotieonderzoek samen met drie
Maastrichtse wetenschappers: pathobioloog Jack Cleutjens van
onderzoeksinstituut voor hart- en vaatziekten CARIM en de afdeling
Pathologie, moleculair celbioloog Bert Schutte van onderzoeksinstituut
voor kanker GROW en de afdeling Moleculaire Celbiologie en Jaspers
vader, de biochemicus/pathobioloog Anton de Goeij, eveneens van GROW
en de afdeling Pathologie. Door gebruik te maken van een methode die
Schutte in Maastricht heeft ontwikkeld voor het onderzoek naar kanker,
werd onder meer de uitzonderlijk snelle celdeling van sponzen
vastgesteld.
De onderzoekers ontdekten dat grotsponzen (Halisarca caerulea) een
belangrijke rol spelen in de voedselkringloop van het koraalrif. De
sponzen nemen in het zeewater opgelost organisch materiaal op, waartoe
andere organismen op het rif slecht in staat zijn. Dit voedsel wordt
door de spons voornamelijk gebruikt om cellen te vernieuwen. De
sponscellen die het opgeloste voedsel opnemen, blijken zich
uitzonderlijk snel te delen, namelijk elke vijf uur. Opvallend is dat
deze celdeling vele malen sneller verloopt dan die van menselijke
cellen. Dat is volgens De Goeij nodig omdat de sponzen grote
hoeveelheden water per dag rondpompen en daarbij in aanraking komen
met giftige stoffen, en met allerlei bacteriën en virussen. Om te
voorkomen dat ze vervolgens niet meer functioneren of blijvende schade
oplopen, vernieuwen de sponzen steeds hun cellen die voedsel opnemen.
Deze cellen worden massaal uitgescheiden, en vormen zo gemakkelijk
verteerbaar voedsel voor de andere organismen van het rif. Sponzen
fungeren dus als een voedselfabriek, een soort recyclemachine.
Al snel werd het de onderzoekers duidelijk dat het sponsonderzoek een
belangrijke meerwaarde kan hebben voor de medische wetenschap. De
manier waarop sponzen voedsel opnemen, vertoont namelijk sterke
overeenkomsten met de werking van de menselijke dikke darm, het humane
colon. Jasper de Goeij: "Sponzen zijn ongeveer 700 miljoen jaar oud en
vormen onze oudste meercellige voorvaderen. Blijkbaar is ons
voedselopnamestelsel gedurende de evolutie niet zo heel erg
veranderd." Die overeenkomsten tussen spons en menselijke dikke darm
bieden nieuwe mogelijkheden voor medisch-wetenschappelijk onderzoek.
De spons zou gebruikt kunnen worden als een modelsysteem voor de
fysiologie van de menselijke darm. Dit kan van pas komen bij het
onderzoek naar het ontstaan van tumoren in de dikke darm (goedaardige
poliepen en colonkanker), omdat de biologische mechanismen
waarschijnlijk sterk overeenkomen. "De dwarsdoorsnede van een spons
lijkt nota bene verrassend veel op het colon", aldus pathobioloog Jack
Cleutjens.
Bijkomend voordeel is dat het gebruik van sponzen als modelsysteem
proefdieren kan sparen. Sponzen groeien gewoon door nadat er stukken
vanaf zijn gesneden, net als bij gras. Het zijn zogenoemde klonale
organismen en hebben geen zenuwcellen, en daarom is het onderzoek aan
sponzen ethisch acceptabeler dan studies met bijvoorbeeld muizen of
ratten.
De onderzoekers zien mogelijkheden om de expertise die bij het
onderzoek is opgedaan, in te zetten om weer heel andere problemen op
te lossen. Gezien hun filtreercapaciteit is het denkbaar om sponzen in
te gaan zetten bij het zuiveren van water. En zelfs de productie van
medicijnen wordt niet uitgesloten. Sponzen bevatten namelijk stoffen
die als geneesmiddel gebruikt zouden kunnen worden. "Het zijn als het
ware kleine chemische fabriekjes", aldus Jasper de Goeij.