Onderzoekers van de Faculty of Health and Medical Sciences van de Universiteit van Kopenhagen hebben ontdekt dat cellen kunnen overleven en delen onder een grotere hoeveelheid stress dan voorheen werd gedacht. De ontdekking draagt mogelijk bij aan de ontwikkeling van een nieuw medicijn tegen kanker, zoals vermeld in Cell Reports.

Als een cel deelt, opent het DNA als een soort rits, waarna aan beide helften een nieuwe DNA-streng wordt geproduceerd. Tijdens dit proces bevindt het DNA zich tijdelijk in een enkelstrengsvorm in de cel, wat nodig is voor duplicatie. Aanwezigheid van een grote hoeveelheid enkelstrengs-DNA (single strand DNA; ssDNA) is daarentegen bekend als een teken van pathologische stress, wat zorgt voor verminderde cel-proliferatie.

Tot dusver namen onderzoekers aan dat het productieproces van beide DNA-helften is gekoppeld. Zodoende produceert de cel het DNA aan beide zijden op hetzelfde tempo, zodat er geen gevaarlijke hoeveelheid ssDNA ontstaat. De onderzoekers ontdekten echter dat als je het essentiële gen DNA polymerase alpha (POLA1) onderdrukt door middel van POLA1 inhibitors (PolAis), de productiesnelheid van DNA aan beide strengen niet meer gekoppeld is, wat kan leiden tot een verhoogde hoeveelheid ssDNA in de cel. Wat erg opmerkelijk is, is dat de cellen deze grote hoeveelheden ssDNA tolereren, zonder dat een stressreactie wordt geactiveerd.

De tolerantie is alleen mogelijk bij aanwezigheid van een toereikende hoeveelheid Replication Protein A (RPA), die de aanwezige enkelstrengs-DNA-deeltjes omringt en beschermt. Zodra de cel enkelstrengs-DNA op een hoger tempo produceert dan dat het RPA-eiwit het kan beschermen, vindt replicatie catastrofe plaats, wat er voor zorgt dat chromosomen in honderden kleine stukjes breken, met celdood tot gevolg.

Onderzoeksleider en universitair hoofddocent Luis Toledo meent dat je dit principe potentieel kan toepassen op kankercellen. Hij hoopt de PolAis te gebruiken om die cellen te laten crashen terwijl ze delen. Dit kan bijdragen aan de ontwikkeling van nieuwe behandelmethoden voor kanker en met name de agressievere vormen die zich snel vermenigvuldigen.

_{Ercilla, A., et al., (2020). Cell Rep., 30(7)}