Broccoli kan voordelen bevatten die verder gaan dan voeding. Een molecuul dat wordt aangetroffen in broccoli, kool en meer, wordt omgezet in DIM, een verbinding met betere voordelen dan de naam doet vermoeden, zoals het induceren van celdood bij borst-, prostaat- en darmkanker. Nu beginnen onderzoekers het mechanisme te begrijpen dat aan dit moleculaire gedrag ten grondslag ligt – informatie die toekomstige behandelingen tegen kanker zou kunnen helpen ophelderen.
In een rapport dat op 10 december 2021 in PLOS One is gepubliceerd, vatten onderzoekers van de Universiteit van Hiroshima hun bevinding samen dat DIM, of 3,3′-diindolylmethaan, ook gecontroleerde dood van hele cellen en recycling van cellulaire componenten in splijtingsgist veroorzaakt. Of het DIM-geïnduceerde schademechanisme bij mensen behouden blijft, valt nog te bezien, maar auteur van het artikel Masaru Ueno legde uit dat eencellige splijtingsgist een gemakkelijker onderzoek mogelijk maakt van moleculaire machines die het gedrag van complexere organismen nabootsen.
“We ontdekten dat de chemische verbinding, DIM, nieuwe biologische activiteit induceert die de kernmembranen in splijtingsgist beschadigt”, zegt Ueno, universitair hoofddocent bij Hiroshima Research Center for Healthy Ageing, Graduate School of Integrated Sciences for Life, Hiroshima University.
De kernmembranen omsluiten de genetische informatie van de cel. Zodra het genetische materiaal is gerepliceerd, knijpt de nucleaire envelop, die de binnen- en buitenmembranen omvat, in tweeën en deels, wat resulteert in twee cellen waar er ooit een was.
“Integriteit van de kernmembranen is belangrijk voor de menselijke gezondheid”, zei Ueno. “Mutaties die defecten veroorzaken in het kernmembraan versnellen de veroudering. Kernmembranen scheuren ook en herstellen zichzelf tijdens de migratie van kankercellen.”
Een deel van het herstelproces van de cel wordt autofagie of “zelfetend” genoemd. Het is de degradatieroute van cellulaire componenten, waar de cel zijn interne onderdelen zal verbruiken om energie te besparen en levensondersteunende processen te stroomlijnen. Ueno merkte ook op dat autofagie betrokken is bij zowel veroudering als leeftijdsgerelateerde ziekten. Als reparatie niet langer een optie is, zullen cellen scheuren in een geprogrammeerd doodsproces dat apoptose wordt genoemd. Volgens Ueno werken veel cytotoxische geneesmiddelen tegen kanker door apoptose te induceren, dus het kunnen beheersen van het proces kan de menselijke gezondheid helpen behouden en verbeteren.
“Onze resultaten suggereren dat de nucleaire envelop een van de vroege doelen van DIM zou kunnen zijn”, zegt auteur Parvaneh Emami, afgestudeerde student aan de Graduate School of Integrated Sciences for Life, Hiroshima University.
Deze bevinding bouwt voort op een eerder rapport van een onderzoeksteam in Duitsland, dat ontdekte dat een hoge concentratie DIM de levensduur van splijtingsgist verlengt. Het lijkt misschien contra-intuïtief dat een apoptose-inducerende verbinding de levensduur van een organisme kan verlengen, maar Emami legde uit dat DIM dergelijk gedrag alleen lijkt te veroorzaken in exponentieel delende cellen – zoals kanker. Als kankercellen afsterven, kan het organisme langer leven.
“Recente studies bij mensen tonen aan dat DIM een potentieel geneesmiddel tegen kanker is dat werkt door de inductie van apoptose bij een breed scala van kankertypes, waaronder borst-, prostaat-, maag- en pancreas”, zei Ueno. “Onderzoek toont ook aan dat DIM autofagie induceert in kankercellen. De impact van autofagie op tumorvorming en -progressie wordt echter niet volledig begrepen. Het begrip van apoptose en autofagiemechanisme door DIM in splijtingsgist kan nuttig zijn voor onderzoek naar menselijke kanker en levensduur. We denken dat studie van de nucleaire envelopstructuur een goed startpunt zou kunnen zijn voor deze gevallen.”
De onderzoekers gaan verder met het onderzoeken van de rol van DIM in splijtingsgist.
“We willen begrijpen hoe DIM de kernmembranen in splijtingsgist beschadigt, wat zou kunnen bijdragen aan de ontwikkeling van een eersteklas medicijn om kankercellen te doden,” zei Emami. “We willen ook het mechanisme begrijpen van hoe DIM autofagie induceert in splijtingsgist, wat zou kunnen bijdragen aan het begrijpen hoe de levensduur van de mens kan worden verlengd.”
https://doi.org/10.1371/journal.pone.0255758
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/acel.12077
https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0255758