Wormen helpen ons Mars te bereiken

Een gastbijdrage van Eva Teuling, ook te lezen op Sciencepalooza.

Ceanorhabditis elegans (C. elegans) is het troeteldiertje van de moleculaire biologie (en onze ex-minister van onderwijs Ronald Plasterk); deze 1mm-grote rondworm heeft in het verleden al twee Nobelprijzen in de wacht gesleept (in 2002 en 2006) en was het eerste organisme waarvan de totale DNA-volgorde bekend werd (in 1998). Nu hebben onderzoekers uit Nottingham deze wormpjes de ruimte in gestuurd. Dit deden ze niet zomaar voor de lol, de achterliggende gedachte van het onderzoek was om gezondheidsproblemen bij ruimtereizigers beter te begrijpen en mogelijk te genezen.

Astronauten krijgen al na een aantal dagen in de ruimte last van spierafbraak. Hiernaast krijgen ze te maken met botafbraak en verlaagde immuunreacties. Geneesmiddelen zijn moeilijk mee te nemen de ruimte in, vanwege de hoge hoeveelheid straling bederven ze erg snel. Maar er is een techniek die misschien uitkomst kan bieden. Dit is RNA-interferentie (RNAi), een proces ontdekt in C. elegans (die Nobelprijs in 2006). Met RNAi kan de activiteit van één bepaald gen verminderd worden, en naast een fijne methode voor moleculair biologisch onderzoek is deze techniek ook veelbelovend voor de behandeling van allerhande ziektes. Er wordt bijvoorbeeld onderzoek gedaan naar het gebruik van RNAi voor de behandeling van tumoren, HIV-infecties en maculadegeneratie.

Wormpjes in de ruimte
Voor het behandelen of voorkomen van ruimteziektes zou RNAi misschien uitkomst kunnen bieden, maar niemand heeft ooit uitgezocht of RNAi ook werkt in de ruimte. Tja, waarom zóu je ook? De onderzoekers uit Nottingham wilden dit nu uittesten, al in 2005 hadden zij C. elegans de ruimte in gestuurd en wisten dus dat de wormpjes het zouden overleven. Standaard RNAi-experimenten in C. elegans zijn vrij makkelijk uit te voeren in het laboratorium, dus was het niet al te ingewikkeld om dit uit te proberen in de ruimte.

De onderzoekers deden eerst een heel simpel proefje: ze namen wormen die een gen voor het fluorescente eiwit GFP bevatten (Green Fluorescent Protein). Door dit extra gen maken de wormen groene eicellen, makkelijk te zien onder een microscoop. Door met RNAi de expressie van dit gen een aantal dagen uit te schakelen zijn de eicellen niet meer groen. Dit proefje deden ze ook met wormen in de ruimte, die na de RNAi-behandeling van een aantal dagen door de astronauten werden ingevroren. Teruggekeerd op aarde bekeken de onderzoekers de wormen onder de microscoop en ze zagen dat er precies hetzelfde gebeurde als in het laboratorium op aarde: de groene eicellen waren niet meer groen. Het proces van RNAi werkt dus ook in de ruimte.

Uit eerder onderzoek wisten de onderzoekers dat ook bij in C. elegans spierafbraak in de ruimte optreedt, en welke factoren hierbij betrokken zijn. In deze studie laten ze nu ook zien dat bepaalde factoren te remmen zijn met RNAi, waardoor de afbraak van spiereiwitten minder wordt, zowel op aarde als in de ruimte. Dus, voor toekomstige langdurige bemande ruimtereizen naar bijvoorbeeld Mars zou deze techniek uitkomst kunnen bieden om zulke gezondheidsproblemen bij astronauten te voorkomen.

Het mooie van dit artikel vind ik de simpelheid van de experimenten: de proefjes met de wormen kunnen in ieder laboratorium waar met C. elegans gewerkt wordt makkelijk uitgevoerd worden. Maar in de ruimte is natuurlijk een ander verhaal, en niet iedereen heeft zomaar toegang tot de ISS.