Sponsonderzoek mogelijk relevant voor geneeskunde

0
392

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 bacterien 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.